Massearme Sterne: Infrarotscanner WISE entdeckt kühlste Braune Zwerge
© NASA, JPL / Caltech (Ausschnitt)
Mit dem "Wide-field Infrared Survey Explorer" (WISE) durchmusterte die NASA in den Jahren 2010 bis 2011 den gesamten Himmel in vier unterschiedlichen infraroten Wellenlängen. Nun sind die Astronomen dabei, die wissenschaftlichen Schätze in diesem riesigen Datenbestand zu heben. Eine der Aufgaben der WISE-Mission war die Suche nach Braunen Zwergen in unserer näheren kosmischen Umgebung. Braune Zwerge sind Sterne, deren Masse weniger als 80 Jupitermassen beträgt. Sie sind deshalb zu massearm, um in ihrem Inneren die Fusion von Wasserstoff zu Helium zu ermöglichen, die Hauptenergiequelle der meisten Sterne.
Braune Zwerge sind extrem lichtschwach und geben ihre Energie hauptsächlich im infraroten Licht ab. Die Wärme stammt aus ihrem Inneren durch die langsame Schrumpfung unter ihrer eigenen Schwerkraft, die Kompressionswärme freisetzt. Bislang fanden sich im Datenbestand von WISE rund 100 Braune Zwerge, die vor allem im längerwelligen Infrarot leuchten. Davon gehören sechs zur neu definierten Spektralklasse Y, sie umfasst Braune Zwerge mit Oberflächentemperaturen unterhalb von 500 Kelvin oder rund 230 Grad Celsius. In ihren Spektren finden sich Linien von Ammoniak.
Einer der Braunen Zwerge mit der Bezeichnung WISE 1828+2650 im Sternbild Leier ist der kühlste bislang entdeckte Braune Zwerg, seine Oberflächentemperatur beträgt nur 25 Grad Celsius, liegt also bei Raumtemperatur. Die meisten Braunen Zwerge weisen Oberflächentemperaturen zwischen 400 bis 200 Grad Celsius auf. Der nächstgelegenen Braune Zwerg vom Spektraltyp Y ist WISE 1541+2250. Er befindet sich im Sternbild Waage in rund neun Lichtjahren Entfernung und ist damit das siebtnächste stellare Objekt im Umfeld der Sonne.
Die Suche nach den Braunen Zwergen im Datenbestand von WISE leitete Davy Kirkpatrick am California Institute of Technology in Pasadena. Sobald das Forscherteam in den Daten auf einen möglichen Kandidaten für einen Braunen Zwerg gestoßen war, nutzte es das noch aktive Infrarotteleskop Spitzer, um sich Klarheit über das entsprechende Objekt zu verschaffen.
Sahen auch die Spitzer-Daten gut aus, so setzten die Forscher erdgebundene Großteleskope ein, um Spektren der Kandidaten aufzunehmen. Sie suchten dabei nach den Linien von Wasserdampf, Methan und Ammoniak, die sich nur in den Gashüllen kühler Objekte finden. Um die kühlsten Braunen Zwerge vom Spektraltyp Y zu untersuchen, verwendeten die Astronomen das Weltraumteleskop Hubble und hielten Ausschau nach Linien von Ammoniak.
Braune Zwerge sind interessante Objekte für die Astronomen, da sie Einblicke in die Bildung von Sternen und massereichen Planeten bieten. Die Atmosphären der Braunen Zwerge ähneln denjenigen von Gasplaneten wie Jupiter in unserem Sonnensystem und vielen der mehr als 560 derzeit bekannten Exoplaneten. Da sie sich nicht im grellen Licht eines Muttersterns befinden, lassen sie sich trotz ihrer geringen Leuchtkraft ungestört spektral charakterisieren.
Tilmann Althaus
Braune Zwerge sind extrem lichtschwach und geben ihre Energie hauptsächlich im infraroten Licht ab. Die Wärme stammt aus ihrem Inneren durch die langsame Schrumpfung unter ihrer eigenen Schwerkraft, die Kompressionswärme freisetzt. Bislang fanden sich im Datenbestand von WISE rund 100 Braune Zwerge, die vor allem im längerwelligen Infrarot leuchten. Davon gehören sechs zur neu definierten Spektralklasse Y, sie umfasst Braune Zwerge mit Oberflächentemperaturen unterhalb von 500 Kelvin oder rund 230 Grad Celsius. In ihren Spektren finden sich Linien von Ammoniak.
Einer der Braunen Zwerge mit der Bezeichnung WISE 1828+2650 im Sternbild Leier ist der kühlste bislang entdeckte Braune Zwerg, seine Oberflächentemperatur beträgt nur 25 Grad Celsius, liegt also bei Raumtemperatur. Die meisten Braunen Zwerge weisen Oberflächentemperaturen zwischen 400 bis 200 Grad Celsius auf. Der nächstgelegenen Braune Zwerg vom Spektraltyp Y ist WISE 1541+2250. Er befindet sich im Sternbild Waage in rund neun Lichtjahren Entfernung und ist damit das siebtnächste stellare Objekt im Umfeld der Sonne.
Die Suche nach den Braunen Zwergen im Datenbestand von WISE leitete Davy Kirkpatrick am California Institute of Technology in Pasadena. Sobald das Forscherteam in den Daten auf einen möglichen Kandidaten für einen Braunen Zwerg gestoßen war, nutzte es das noch aktive Infrarotteleskop Spitzer, um sich Klarheit über das entsprechende Objekt zu verschaffen.
Sahen auch die Spitzer-Daten gut aus, so setzten die Forscher erdgebundene Großteleskope ein, um Spektren der Kandidaten aufzunehmen. Sie suchten dabei nach den Linien von Wasserdampf, Methan und Ammoniak, die sich nur in den Gashüllen kühler Objekte finden. Um die kühlsten Braunen Zwerge vom Spektraltyp Y zu untersuchen, verwendeten die Astronomen das Weltraumteleskop Hubble und hielten Ausschau nach Linien von Ammoniak.
Braune Zwerge sind interessante Objekte für die Astronomen, da sie Einblicke in die Bildung von Sternen und massereichen Planeten bieten. Die Atmosphären der Braunen Zwerge ähneln denjenigen von Gasplaneten wie Jupiter in unserem Sonnensystem und vielen der mehr als 560 derzeit bekannten Exoplaneten. Da sie sich nicht im grellen Licht eines Muttersterns befinden, lassen sie sich trotz ihrer geringen Leuchtkraft ungestört spektral charakterisieren.
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