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Astronomie: Auftritt der Braunen Zwerge

Sie haben zu wenig Masse für einen Stern, aber zu viel für einen Planeten. Allmählich lernt man mehr über die ­Entstehung und Eigenschaften der selt­samen Objekte, etwa ihre höchst stürmischen Atmosphären.
Illustration eines extrem kühlen Braunen Zwergs

Der Bau eines astronomischen Observatoriums in der entlegenen Atacama-Wüste in Chile bedeutet viel Aufwand. Doch es gibt gute Gründe, es gerade dort zu errichten, und wer sich in die Gegend begibt, bekommt davon einen deutlichen körperlichen Eindruck. Als ich einmal auf der Suche nach einem geeigneten Ort für ein neues Teleskop auf dem Gipfel des 5600 Meter hohen Cerro Toco stand, musste ich mich ständig darauf konzentrieren, genug von der dünnen Luft in meine Lungen zu bekommen. Die besonderen atmosphärischen Bedingungen sind der große Vorteil dieser Stelle. Auf dem Chajnantor-Plateau, das man vom Gipfel aus überblicken kann, steht eines der leistungsfähigsten Radioteleskope der Welt, das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Die Erdatmosphäre stellt für Himmelsbeobachtungen generell ein Problem dar. Gelegentlich verdecken Wolken die Sicht, außerdem verzerren Luftturbulenzen ständig das Licht, das uns von Objekten im All erreicht. Deswegen scheinen bereits für das bloße Auge Sterne zu funkeln. Moleküle wie Wasserdampf und Kohlendioxid absorbieren manche Wellenlängen, insbesondere das Infrarotlicht. Auf dem Cerro Toco hat man aber schon mehr als die Hälfte der Luft der Erde unter sich, so dass sie Teleskopaufnahmen dort entsprechend weniger beeinträchtigt.

Die Infrarotastronomie beschäftigt sich mit relativ ­energiearmer Strahlung aus dem Kosmos, die für das menschliche Auge zu langwellig und damit unsichtbar ist. Sie stammt in der Regel von sehr weit entfernten oder schwach leuchtenden Objekten. Zu Letzteren gehören die so genannten Braunen Zwerge, die sich im Infrarotlicht am besten beobachten lassen. Als ich zur Jahrtausendwende mein weiterführendes Studium begann, waren solche Himmelskörper gerade erst entdeckt worden. Die seltsamen Objekte, die in Bezug auf Temperatur und Masse irgendwo zwischen Sternen und Planeten liegen, zogen mich in ihren Bann. Ich wollte herausfinden, wie sie entstanden und beschaffen sind …

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Das Very Large Telescope, das seit dem Jahr 2000 beeindruckende Aufnahmen mit seinen vier kombinierbaren 8-Meter-Spiegeln liefert, ist der Auftakt unserer dreiteiligen Serie über Observatorien in der chilenischen Atacama. Lesen Sie unseren Insiderbericht über die Arbeit und Technik des ESO-Riesenteleskops. Wir blicken mit der Raumsonde Juno in die Vulkanschlünde des Jupitermonds Io und und zeigen, wie Wissenschaftler das Phänomen von Glitches – der kurzzeitigen Rotationsbeschleunigung von Neutronensternen – simulieren. Weiter testen wir, wie sich eine innovative neue Astrokamera mit integriertem Nachführsensor im Praxiseinsatz bewährt.

Spektrum der Wissenschaft – Vorstoß zur Sonne

Viele Vorgänge im leuchtenden Plasma unserer Sonne sind noch immer rätselhaft. Neue Raumsonden sowie Beobachtungen vom Erdboden aus sollen dabei helfen, die Phänomene besser zu verstehen. Außerdem im Heft: Höhere Symmetrien tragen zur Lösung physikalischer Rätsel bei – vom Teilchenzerfall bis hin zum Verhalten komplexer Quantensysteme. Wir berichten von Untersuchungen an kopflosen Würmern und winzigen Zellklumpen, die kein Gehirn haben, aber grundlegende kognitive Fähigkeiten. Die Klimaforschung nimmt Aerosole in den Blick, um Klimasimulationen zuverlässiger zu machen. Wussten Sie, dass die statistische Methode des t-Tests in der Guinness-Brauerei erfunden wurde? Daneben berichten wir über codebasierte Kryptografie.

  • Quellen

Allers, K. N. et al.:A measurement of the wind speed on a brown dwarf. Science 368, 2020

Fontanive, C. et al.:A wide planetary-mass companion to a young low-mass brown dwarf in Ophiuchus. The Astrophysical Journal Letters 905, 2020

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