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CALAR ALTO
Ältester Brauner Zwerg der Milchstraße entdeckt
Redaktion / Pressemitteilung des Astrophysikalischen Instituts Potsdam
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17. Februar 2009

Ein deutsches Forscherteam hat die Entfernung von Himmelskörpern gemessen, die zu den kältesten und ältesten Objekten in unserer Galaxie gehören. Mithilfe der Teleskope und Instrumente der Calar-Alto-Sternwarte in Spanien gelang es ihnen die Zahl dieser Objekte, deren Entfernung durch direkte Messung bestimmt worden ist, mehr als zu verdoppeln. Dabei entdeckten sie den ältesten bekannten Braunen Zwerg der Milchstraße. Er ist rund zehn Milliarden Jahre alt. 

2MASS 1626+3925

Der älteste Braune Zwerg, 2MASS 1626+3925, auf einer Infrarot-Aufnahme des 3,5-Meter-Teleskops des Calar-Alto-Observatoriums. Bild: Calar-Alto-Observatorium / ARI / AIP

Spiralgalaxien, zu denen auch unsere Galaxis gehört, besitzen eine Reihe charakteristischer Merkmale. Die auffälligste Komponente ist eine flache Scheibe, in der Sterne und Gas graziös geschwungene Spiralarme ausbilden. In der Mitte befindet sich ein sphäroider Kern in Form einer zentralen Ausbeulung (der sogenannte Bulge), der aus einer dichten Ansammlung von Sternen besteht. Die beschriebenen Strukturen umgibt ein sphärischer Halo, der sich nur schwer erkennen lässt, weil die Sterndichte dort sehr gering ist.

Doch für die Astronomen ist der galaktische Halo äußerst interessant, finden sich doch hier die ältesten Sterne der Milchstraße. Diese haben einen deutlich geringeren Anteil an schweren Elementen als etwa unsere Sonne und gehören zur zweiten Sternengeneration des Universums, die vor etwa zehn Milliarden Jahren entstanden ist. Sie sind demzufolge Zeugen einer Epoche, die lange vor die Entstehung unseres Sonnensystems zurückreicht.

Sterne aus dem Halo durchqueren (zumeist mit hohen Geschwindigkeiten) die galaktische Scheibe, in der sich auch die Sonne befindet. Deshalb lassen sich einige von ihnen auch in unmittelbarer Nähe unseres Sonnensystems finden. Die Mehrzahl der bisher bekannten Sterne des galaktischen Halos findet sich in den bekannten Kugelsternhaufen. In den letzten Jahren haben sich jedoch auch die Kenntnisse über alte galaktische Halosterne verbessert, die sich außerhalb solcher Kugelhaufen befinden. Dabei wurden Sterne entdeckt, deren Masse von zehn Sonnenmassen bis hinunter zu wenigen Zehnteln der Sonnenmasse reicht, was beweist, dass sich die Ergebnisse von Sternentstehungsprozessen vor zehn Milliarden Jahren nicht wesentlich von den Sternentstehungsprodukten unterscheiden, die gegenwärtig in der Galaxis entstehen.

Entstanden aber damals auch Braune Zwerge, also substellare Objekte, die nicht massereich genug waren, um das nukleare Feuer in ihrem Inneren zünden zu können? Leicht zu finden sind diese Objekte wegen ihrer geringen Leuchtkraft nicht. Innerhalb der galaktischen Scheibe kennt man aber inzwischen immerhin mehrere Hundert jüngere Braune Zwerge. Für Braune Zwerge im Halo verfügte man bislang nur über eine Handvoll Kandidaten

Waren dies aber wirklich alte Braune Zwerge? Elena Schilbach und Siegfried Roeser vom Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg (ZAH) und Ralf-Dieter Scholz vom Astrophysikalischen Institut Potsdam (AIP) wollten es genauer wissen und haben sich diese Kandidaten mit der Infrarotkamera Omega 2000, die am 3,5-Meter-Teleskop des Calar-Alto-Observatoriums in Spanien montiert ist, näher angesehen.

Ziel der Forscher war es, die Entfernung dieser Objekte zur Sonne auf direktem Wege zu messen, um so den tatsächlichen Energie-Output der potentiellen Braunen Zwerge festzustellen. Zu diesem Zweck wurden die in Frage kommenden Kandidaten über Jahre hinweg in regelmäßigen Abständen anvisiert, um ihre Entfernung direkt - durch Bestimmung der trigonometrischen Parallaxe - zu ermitteln. Eine äußerst anspruchsvolles Verfahren - gerade für entferntere Objekte.

In Zusammenarbeit mit den Mitarbeitern der Sternwarte wurde jeder Kandidat im Laufe von dreieinhalb Jahren etwa zwanzigmal beobachtet. Doch der Aufwand lohnte sich, wie die anschließende Analyse der Daten ergeben hat: Von den zehn beobachteten Objekten wiesen sechs eine äußerst geringe Häufigkeit an schweren Elementen auf. Und auch die übrigen vier hatten noch eine deutlich geringere Häufigkeit an diesen Elementen als unsere Sonne. 

Bei einem der Objekte, dem Halo-Objekt 2MASS 1626+3925, erwies sich die stellare Aktivität als derart schwach, dass es sich nur um einen Braunen Zwerg handeln kann. Damit ist dieses Objekt der älteste bekannte Braune Zwerg der Milchstraße. Dieser Fund krönt ein Projekt, mit dem Pionierarbeit geleistet wurde. "Nie zuvor sind trigonometrische Parallaxen in Bezug auf Hintergrundgalaxien im Infraroten direkt gemessen worden," so Schilbach. Daher werden die Astronomen auch weitermachen und erwarten schon in naher Zukunft neue aufregende Ergebnisse.

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siehe auch
Braune Zwerge: Eigene Klasse von Himmelskörpern? - 21. August 2008
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Links im WWW
Astrophysikalisches Institut Potsdam
ZAH - Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg
Calar Alto Astronomical Observatory
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