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BRAUNE ZWERGE
Eigene Klasse von Himmelskörpern?
Redaktion / Pressemitteilung der Universität Bonn
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21. August 2008

Bonner Astronomen glauben, dass die aktuelle Systematik kosmischer Körper ergänzt werden muss: Braune Zwerge, so die Ansicht der Forscher, sind nämlich offenbar nicht nur zu klein geratene Sterne, sondern regelrechte stellare Fehlgeburten. Die Astronomen legten für ihres These jetzt empirische Belege vor. Danach muss man künftig zwischen Planeten, Braunen Zwergen und Sternen unterscheiden.

Braune Zwerge

Sind Braune Zwerge, hier eine künstlerische Darstellung eines Doppelsystems, eine eigene Klasse von Objekten? Bild: NASA, ESA und A. Feild (STScI)

Muss die Systematik kosmischer Körper überarbeitet werden? Wenn es nach Wissenschaftlern des Argelander-Instituts für Astronomie der Universität Bonn geht, dann lautet die Antwort eindeutig ja: Sie glauben nämlich Belege dafür gefunden zu haben, dass sogenannte Braune Zwerge als eine eigene Klasse neben Sternen und Planeten behandelt werden müssen. Bisher hielt man sie nur für zu klein geratene Sterne. Möglicherweise sind sie jedoch regelrechte stellare "Fehlgeburten". Die Wissenschaftler veröffentlichen ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Als Braune Zwerge bezeichnen Wissenschaftler Objekte mit einer Größe, die etwa zwischen der von Planeten und richtigen Sternen liegt. Anders als diese können sie jedoch aufgrund ihrer geringen Masse -  weniger als etwa acht Prozent der Sonnenmasse - keine nuklearen Fusionsprozesse im Inneren zünden.  Doch darüber hinaus scheinen sich Braune Zwerge und Sterne zu unterscheiden: Sterne kommen nämlich oft in Paaren vor, die einander umrunden. Dabei kann der Abstand der beiden Partner sehr gering sein, sogar geringer als der Erdbahnradius, den man auch als eine Astronomische Einheit bezeichnet. Es finden sich aber auch Systeme, bei denen mehrere tausend astronomische Einheiten zwischen den beiden Sonnen liegen.

"Anders sieht es bei braunen Zwergen aus", erklärt der Astrophysiker Ingo Thies vom Bonner Argelander-Institut für Astronomie. "Die Bahnradien von Braunen Zwerg-Paaren sind oberhalb von etwa 15 astronomischen Einheiten abgeschnitten; Braune Zwerg-Paare mit größeren Abständen sind die Ausnahme." Außerdem gibt es kaum gemischte Paare aus Sternen und Braunen Zwergen - zumindest weit weniger als erwartet.

"Nach dem klassischen Modell dürfte es diese Unterschiede nicht geben", erläutert Professor Dr. Pavel Kroupa vom Argelander-Institut. "Demnach sollten sowohl Braune Zwerge als auch Sterne aus interstellaren Gaswolken entstehen, die sich aufgrund ihrer Masseanziehung zusammenballen. Wenn dem so wäre, sollten sich diese Himmelskörper aber auch ähnlich verhalten."

Trotz dieses Widerspruchs hielt die astronomische Gemeinde bislang am gemeinsamen Entstehungsmodell fest. Thies und Kroupa sind sich aber sicher, zum ersten Male empirisch nachgewiesen zu haben, dass Braune Zwerge als eine von den Sternen unabhängige Objektklasse gesehen werden müsben. "Dazu haben wir die Massen neugeborener Sterne analysiert", so Thies. "Dabei wird ein Sprung in der Masseverteilung sichtbar, die die Zweiteilung der stellaren Population offensichtlich macht."

Wie aber entstehen dann Braune Zwerge? Bereits 2001 kamen der dänische Forscher Bo Reipurth, die Britin Cathie Clarke und der spanische Astronom Eduardo Delgado-Donate auf die Idee, Braune Zwerge als stellare "Totgeburten" zu interpretieren: Ein System aus drei Sternen-Embryos zerfällt aufgrund der gegenseitigen Masseanziehung, und das leichteste Objekt wird aus dem System heraus katapultiert.

Der physikalische Mechanismus selbst ist seit langem bekannt: Auch die leichten amerikanischen Pioneer- und Voyager-Raumsonden wurden durch die Schwerkraft der Planeten auf ihre Reise ohne Wiederkehr ins All geschleudert. Eine andere Möglichkeit wäre, dass sich Braune Zwerge in den äußeren Regionen entstehender Sterne bilden und von diesen getrennt werden. Dies kann etwa aufgrund einer nahen Begegnung mit einem dritten Stern geschehen.

Da fast alle Sterne in Sternhaufen geboren werden, sind solche Begegnungen nicht selten. Möglicherweise treten sogar beide Szenarien kosmischer Fehlgeburten auf. Beide Theorien sagen voraus, dass Braune Zwerge nur bei der Geburt von Sternen entstehen können - ähnlich übrigens wie Planeten. Damit, so die Ansicht der Bonner Astronomen, sollte man zukünftig von drei grundsätzlich verschiedenen Himmelsobjekten sprechen: von Planeten, Braunen Zwerge und Sternen.

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