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BRAUNE ZWERGE
Ein Sternsystem im Entstehen
von Stefan Deiters
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31. Juli 2000

Das schärfste Bild, das bisher mit dem Very Large Telesope (VLT) gemacht wurde, zeigt den wohl jüngsten Braunen Zwerg in einem Mehrfachsystem. Die Aufnahme könnte helfen, weitaus mehr über diese Objekte zwischen Planeten und Sternen zu erfahren. Außerdem hoffen die Wissenschaftler mit der selben Methode bald auch extrasolaren Planeten entdecken zu können.

TWA-5 A und B
VLT-Aufnahme von TWA-5 A (unten) und TWA-5 B (oben). Foto: ESO

Die Entstehung von Sternen und Planetensystemen ist eines der spannendsten Gebiete der modernen Astronomie. Und von besonderem Interesse sind dabei kurioserweise gerade Objekte, die weder Planet noch Stern sind: die Braunen Zwerge. Sie haben weniger Masse als ein normaler Stern und können daher ihre nuklearen Fusionsprozesse nicht zünden. Andererseits - und dadurch unterscheiden sie sich von Planeten - leuchten sie: Nach ihrer Entstehung ziehen sie sich nämlich langsam zusammen und verlieren dabei Energie, die in Form von Strahlung frei wird. Und je älter ein Brauner Zwerg ist, desto dunkler ist er.

Da liegt es also nahe, nach besonders jungen Exemplaren zu suchen.  Und genau diese Aufgabe hat sich ein internationales Astronomenteam um Ralph Neuhäuser vom Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik in Garching bei München gestellt. Die Wissenschaftler suchten gezielt nach leuchtschwachen Begleitern von Sternen, die zuvor als besonders junge Exemplare aufgefallen waren. Dazu nutzten sie das New Technology Telescope der europäischen Südsternwarte (ESO) in La Silla und das VLT auf dem Gipfel des Paranal.

Vor rund zwei Jahren nun wurde ein leuchtschwacher Begleiter des jungen Sterns TWA-5 A entdeckt. Dieser Stern, gelegen im südlichen Sternbild Wasserschlange, ist Mitglied einer ganzen Gruppe von jungen Sternen und dürfte rund 180 Lichtjahre von der Erde entfernt sein. TWA-5 A ist selbst ein enges Doppelsternsystem dessen beiden Komponenten jeweils die Masse von rund drei Vierteln unserer Sonne haben dürften. Der zuerst mit dem Hubble-Weltraumteleskop entdeckte Begleiter ist am Himmel nur eine Winzigkeit von TWA-5 A entfernt und dürfte rund hundertmal leuchtschwächer sein.

Doch wie können die Astronomen sicher sein, dass es sich bei diesem Stern wirklich um einen leuchtschwachen Braunen Zwerg und Begleiter handelt und nicht um einen zufälligen Stern im Hintergrund? Zwei Untersuchungen geben darüber Aufschluss: Zum einen kann man aus dem Spektrum des Sterns ablesen, ob es sich bei ihm um einen Braunen Zwerg handelt. Und man kann daraus sogar die Oberflächentemperatur bestimmen, die im Fall von TWA-5 B bei nur etwa 2200 Grad Celsius lag - unsere Sonne ist fast dreimal heißer.

Der zweite Test hat mit der Bewegung der Sterne am Himmel zu tun: Ein Vergleich der Aufnahme des Hubble-Weltraumteleskops von vor zwei Jahren mit einer aktuellen Aufnahme des VLT zeigte, dass sich TWA-5 A und B genau in der gleichen Weise am Himmel bewegen. Ihre Eigenbewegungen sind gleich. Die am 21. Februar entstandene Aufnahme mit dem VLT-Teleskop Kueyen ist gleichzeitig die schärfste Aufnahme, die bisher mit dem VLT gemacht wurde.

So konnten die Astronomen also sicher sein, dass TWA-5 A und B tatsächlich zusammengehören und es sich bei B um einen Braunen Zwerg handelt. Dieser dürfte in einem Abstand von etwa 110 Astronomische Einheiten, das ist das 110fache der Entfernung der Erde von der Sonne, und in rund 900 Jahren um TWA-5 A kreisen. TWA-5 B dürfte zudem nur die 15 bis 40fache Jupitermasse haben und rund 400mal leuchtschwächer sein als die Sonne. Sein Alter ist vergleichbar mit dem von TWA-5 A, so dass man annehmen kann, dass beide gleichzeitig vor rund zwölf Millionen Jahren entstanden sind. Die Wissenschaftler vermuten sogar, dass der Entstehungsprozess noch gar nicht abgeschlossen ist, was dieses Sternsystem einmalig macht. TWA-5 B ist zudem erst der vierte Braune Zwerg, der um einen anderen Stern entdeckt wurde und von diesen der jüngste.

Angesichts der geringen Masse von TWA-5 B liegt es nahe, dass die Astronomen hoffen, in absehbarer Zeit mit ihrer Methode auch Planeten aufzuspüren. Doch dabei ist große Vorsicht geboten: Wie schnell man sich irren kann hat das Astronomen-Team vor einigen Monaten selbst erfahren: Es entdeckte einen 100.000mal lichtschwächeren Begleiter des Sterns TWA-7, dessen Masse auf die dreifache Jupitermasse bestimmt wurde. Ein Infrarot-Spektrum enthüllte jedoch die wahre Natur des vermeintlichen Planeten: Es handelte sich um einen Hintergrundstern, der rund 10.000 Lichtjahre weiter von uns entfernt war als TWA-7.

Links im WWW
Europäische Südsternwarte (ESO)
siehe auch
Chandra: Brauner Zwerg mit Überraschung - 13. Juli 2000
Braune Zwerge: Kalt, kälter Gliese 570D - 16. Januar 2000
Braune Zwerge: SOFI hat's gesehen, SUSI nicht - 19. August 1999
Braune Zwerge: Die kühlsten Vertreter ihrer Art - 2. Juni 1999
Braune Zwerge: Das Wetter auf LP944-20 - 11. Mai 1999
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