Kleine braune Einzelgänger

News: Kleine braune Einzelgänger

Nichts Halbes und nichts Ganzes - so ähnlich bewerteten Astronomen über viele Jahre hinweg die Braunen Zwerge. Sie sind zwar deutlich schwerer als Planeten, aber immer noch zu leicht, um als Stern Wasserstoff zu Helium zu verschmelzen und so Licht zu erzeugen. Neue Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Hubble haben jetzt gezeigt, dass die Himmelskörper meist allein im Weltall vorkommen, nicht gebunden in Planetensystemen. Zudem gibt es von ihnen mehr leichte als schwere.

Zu leicht, um Wasserstoff zu verbrennen und somit ein "richtiger" Stern zu sein, aber 15- bis 80-mal so schwer wie Jupiter, das Schwergewicht im Sonnensystem – noch vor wenigen Jahren galten Braune Zwerge als äußerst exotische Objekte. Sie emittieren so wenig Licht, dass sie nicht leicht zu finden sind. Daher wissen Astronomen noch nicht viel darüber, wie viele es von ihnen gibt oder wie sie entstehen. "Weil Braune Zwerge die Lücke zwischen Sternen und Planeten überbrücken, erlauben ihre Eigenschaften neue und einzigartige Einsichten darüber, wie sich Sterne und Planeten bilden", erklärt Joan Najita von den National Optical Astronomy Observatories in Tucson, Arizona.

Aus einer Zählung mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble geht hervor, dass es wie bei Sternen mehr massearme als massereiche Braune Zwerge gibt. "Das deutet an, dass braune Zwerge ähnlich entstehen wie Sterne", erläutert Najita.

Die Astronomen werteten Infrarotaufnahmen aus, um die Helligkeit und die Temperatur von Sternen im Sternhaufen IC 348 im Sternbild Perseus zu bestimmen. Weil es sich um einen jungen Sternhaufen handelt, sind die Braunen Zwerge darin relativ hell, so dass sie leichter aufzuspüren waren. Der entscheidende Schritt bei der Analyse bestand darin, die Braunen Zwerge aus dem störenden Licht der Sterne herauszupicken. Dazu entwickelten Najita und ihre Mitarbeiter eine neue Technik: Mittels der NICMOS-Kamera, einem Gerät auf dem Weltraumteleskop, haben sie die Stärke einer Wasser-Absorptionsbande im Infrarot gemessen. Dadurch ließ sich die Temperatur eines jeden Sterns sehr genau ermitteln.

"Die genaue Messung der Temperatur hat mehrere Probleme gleichzeitig gelöst", freut sich die Astronomin. "Wir konnten nicht nur die Braunen Zwerge von den Hintergrundsternen unterscheiden, sondern auch ihre Masse bestimmen, ohne das Alter voraussetzen zu müssen. Das hat unsere Massenschätzungen bedeutend verbessert."

Außerdem beweisen die Aufnahmen von Hubble, dass die Einzelgänger unter den Braunen Zwergen sich ganz anders verhalten als kürzlich entdeckte Planeten, die nahe gelegene Sterne umkreisen. "Das legt den Schluss nahe, dass sich Planeten ganz anders bilden als die Sonne und andere Sterne", ordnet Najita das Ergebnis ein.

Die Bilder von Hubble zeigen allerdings auch, dass die mysteriöse Dunkle Materie nicht aus Braunen Zwergen bestehen kann – höchstens zu einem geringen Teil. Dazu gibt es diese Himmelskörper dann doch zu selten, auch wenn sie häufiger existieren als früher angenommen. Najita und ihre Kollegen schätzen, dass Braune Zwerge höchstens 0,1 Prozent zur Masse des Halos der Milchstraße beitragen.

Noch vor wenigen Jahren hielten die meisten Astronomen Braune Zwerge für exotische Seltenheiten im Kosmos. Denn der normale Sternentstehungs-Prozess läuft bei ihren geringen Massen nicht mehr ab. Aber "die Natur unterscheidet nicht zwischen Sternen, die durch Kernfusion Licht erzeugen und masseärmeren Objekten, die das nicht können", sagt die Wissenschaftlerin. "Das Universum bringt vielmehr Braune Zwerge aller Massen hervor – von den schwersten bis zu den leichtesten."

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 12.7.2000
"Röntgen-Blitze von Braunen Zwergen"
Spektrum Ticker vom 17.11.1998
"Die Geburt eines dunklen Sterns"
Spektrum Ticker vom 21.10.1998
"Röntgenstrahlen vom Braunen Zwerg"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum der Wissenschaft 7/2000, Seite 28
"Braune Zwerge"
(nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)
Spektrum der Wissenschaft 6/97, Seite 31
"Alleinstehender Brauner Zwerg entdeckt"
(nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)

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