EXTRASOLARE PLANETEN
Rätselhafter Begleiter eines Braunen Zwergs
von Stefan Deiters
astronews.com
12. April 2010

Planet oder Brauner Zwerg? Mit Hilfe des Gemini Observatory und des Weltraumteleskops Hubble haben Astronomen einen Begleiter eines Braunen Zwergs aufgespürt, der nur die fünf bis zehnfache Masse des Jupiter besitzt. Trotzdem sind sich die Wissenschaftler alles andere als sicher, ob es sich hierbei um einen Planeten handelt. Er entstand nämlich viel schneller als es Planeten gewöhnlich tun.

Hubble-Aufnahme des jungen Braunen Zwergs 2M J044144 und seines mysteriösen Begleiters (in der 8 Uhr-Position). Unten ein Bild, bei dem das Licht des Braunen Zwergs entfernt wurde, um nur den Begleiter sichtbar zu machen. Bild: NASA, ESA und K. Todorov und K. Luhman (Penn State University)

Ein Team um Kamen Todorov von der Penn State University hat versucht mit Hilfe des Weltraumteleskops Hubble und des Gemini Observatory mehr über den Begleiter eines Braunen Zwergs zu erfahren, der bei einer Untersuchung von 32 Braunen Zwergen in einem Sternentstehungsgebiet im Sternbild Stier entdeckt worden war.

Braune Zwerge sind Objekte, die wie ein Stern entstehen, allerdings nicht genügend Masse haben, um in ihrem Inneren nukleare Fusionsprozesse wie unsere Sonne zu zünden. Sie ähneln ein wenig dem Gasriesen Jupiter, haben aber ein Vielfaches von dessen Masse. Der geheimnisvolle Begleiter des Braunen Zwergs umrundet diesen in einem Abstand von 3,6 Milliarden Kilometern. In unserem Sonnensystem würde er damit zwischen den Bahnen von Saturn und Uranus liegen. Die Forscher berichten über ihre Resultate in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal.

Vor einigen Jahren gab es eine hitzige Diskussion darüber, was eigentlich einen Planeten ausmacht und ob beispielsweise Pluto und der damals neu entdeckte (und inzwischen als Zwergplanet klassifizierte) Eris als Planeten gelten sollen oder nicht. Immer leistungsfähigere Teleskop können jetzt immer kleinere stellare Objekte aufspüren und so stellt sich die Frage nach dem Planetenstatus inzwischen umgekehrt und auf der anderen Seite des Massenspektrums. Wie klein kann ein Objekt eigentlich sein, um kein Planet zu sein, sondern noch als Brauner Zwerg zu gelten?

Die Neuentdeckung liegt mit einer geschätzten Masse von weniger als 15 Jupitermassen genau in dem Massenbereich, in dem schon zahlreiche Gasriesen um andere Sonnen aufgespürt worden sind. Sollte man es aber deswegen als Planeten bezeichnen? Einige Beobachtungen sprechen eindeutig gegen eine solche Klassifizierung, wie etwa das Alter des Objektes: Dies entspricht mit rund einer Millionen Jahre dem ungefähren Alter des Braunen Zwergs. Das Objekt muss damit deutlich schneller entstanden sein, als es Theorien über die Entstehung von Planeten vorhersagen.

Es gibt drei Szenarien, wie ein solches Objekte entstanden sein könnte: In einer Scheibe aus Gas und Staub um den jungen Stern könnte sich zunächst ein Gesteinskern von etwa der zehnfachen Erdmasse gebildet haben, der dann eine größere Gashülle angezogen hat. Eine Ansammlung von Gas könnte in der Scheibe auch direkt zu einem Gasplaneten-großen Objekt kollabiert sein oder aber das Objekt könnte außerhalb der Scheibe aus einer eigenen Wolke aus Gas und Staub entstanden, eben wie ein Stern oder ein Brauner Zwerg.

Trifft das letzte Szenario zu, würde dies bedeuteten, dass auch Objekte mit einer planetenähnlichen Masse wie Sterne entstehen können. Dies ist auch die bevorzugte Erklärung der Astronomen, da sich sonst das geringe Alter des Objektes nicht erklären lassen würde: Die Entstehung nach dem ersten Szenario hätte deutlich länger gedauert, für das zweite, schneller ablaufende Szenario stand vermutlich nicht ausreichend Gas in der Scheibe zur Verfügung, um ein so massereiches Objekt entstehen zu lassen.

"Das Faszinierendste an diesem Ergebnis ist, dass es bedeutet, dass die Prozesse, durch die Doppelsterne entstehen bis hinunter zu planetaren Massen funktionieren", erläutert Teammitglied Kevin Luhmann vom Center for Exoplanets and Habitable Worlds der Penn State University. Eine solche Entstehung würde es zudem verbieten, den Begleiter als Planeten zu bezeichnen, weil Planeten sich in zirkumstellaren Scheiben bilden.

Ein Hinweis darauf, dass die These der Forscher so abwegig nicht ist, findet sich ganz in der Nähe: Dort gibt es nämlich ein Doppelsternsystem aus einem massearmen rötlichen Stern und einem Braunen Zwerg. Alle vier Objekte könnten Luhmanns Ansicht nach aus der selben kollabierenden Wolke entstanden sein, was sie zu einem Vierfachsystem machen würde. "Diese Konfiguration ähnelt sehr der von Vierfachsystemen, was dafür spricht, dass alle Objekte wie Sterne entstanden sind."