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BRAUNE ZWERGE
Eine Wetterkarte von Luhman 16B
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Astronomie
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29. Januar 2014

Die beiden Braunen Zwerge Luhman 16A und B sind unmittelbare Nachbarn der Sonne und lediglich 6,5 Lichtjahre von der Erde entfernt. Jetzt ist es Astronomen gelungen, mithilfe der Very Large Telescope der ESO eine detaillierte Karte der Oberfläche eines dieser Objekte zu erstellen, die etwas über das Wettergeschehen auf dem Braunen Zwerg verrät. Zudem gelang ein tieferer Blick in die Atmosphäre.

Luhman 16B

Verschiedene Ansichten der Oberflächenkarte des Braunen Zwergs Luhman 16B. Bild: ESO/I. Crossfield [Großansicht]

Es gibt Sterne und es gibt Planeten - und dann sind da noch Braune Zwerge, jene sonderbaren Objekte, die eine größere Masse als Planeten besitzen, aber nicht massereich genug sind, um in ihrem Kern dauerhafte Fusionsprozesse zu zünden, die sie zu einem "richtigen" Stern machen würden. Deswegen sind Braune Zwerge sehr leuchtschwach und ihre Entdeckung und ihr Studium ist vergleichsweise schwierig.

Im März 2013 wurde dann auf Bildern des Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) ein System aus zwei einander umkreisenden Braunen Zwergen in einer Entfernung von lediglich 6,5 Lichtjahren von der Sonne entdeckt (astronews.com berichtete). Die beiden Zwergsterne zählen damit zu den sonnennächsten stellaren Objekten überhaupt und stellen für die Astronomen eine bislang einmalige Möglichkeit dar, diese ungewöhnlichen Gebilde genauer zu untersuchen als jemals zuvor.

Die Braunen Zwerge, deren offizielle Bezeichnung mit WISE J104915.57-531906.1 relativ unhandlich ist, wurden nach ihrem Entdecker Kevin Luhman einfach Luhman 16A und Luhman 16B genannt. Luhman hatte zuvor bereits 15 andere Doppelsternsysteme entdeckt. Jetzt stellten Astronomen erste Ergebnisse ihrer Untersuchungen der beiden Braunen Zwerge vor, die eine neue Ära der Erforschung Brauner Zwerge einleiten könnten.

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Ian Crossfield vom Max-Planck-Institut für Astronomie hat mithilfe des Very Large Telescope der europäischen Südsternwarte ESO und eines als Doppler Imaging bezeichneten Verfahrens mit seinem Team eine Oberflächenkarte von Luhman 16B erstellt. "Frühere Beobachtungen haben bereits Hinweise darauf ergeben, dass Braune Zwerge eine gefleckte Oberfläche besitzen sollten", erklärt Crossfield. "Jetzt können wir solch eine Oberfläche direkt kartieren. Bei dem, was wir sehen, dürfte es sich um eine unregelmäßige Wolkendecke handeln, nicht unähnlich der Oberfläche des Planeten Jupiter."

Die Karten, die Crossfield und seine Kollegen erstellt haben, sind so etwas wie grobe Versionen von Wetterkarten, wie wir sie von Satellitenbildern unseres Heimatplaneten kennen. "In Zukunft sollten wir dabei zusehen können, wie auf Luhman 16B Wolken neu entstehen, sich entwickeln und wieder verschwinden - vielleicht sind Exo-Meteorologen dann irgendwann in der Lage vorherzusagen, wann ein Besucher auf Luhman 16B klaren oder bewölkten Himmel erwarten könnte," so Crossfield.

Dabei dürfte schon heute eines klar sein: Für Menschen ist das Wetter auf Luhman 16B immer äußerst unangenehm. Bei Temperaturen von mehr als 1.000 Grad Celsius dürften die dortigen Wolken aus winzigen Tröpfchen flüssigen Eisens und verschiedenen Mineralen bestehen, die in einer Wasserstoff-Atmosphäre schweben.

Ein Wissenschaftlerteam um Beth Biller von der University of Edinburgh ging dem Wetterphänomen auf den Brauen Zwergen noch tiefer auf den Grund: Wenn hellere und dunklere Wolken ins Blickfeld rotieren und wieder außer Sicht geraten, dann ändert sich auch die Gesamthelligkeit des Braunen Zwergs. Durch gleichzeitige Beobachtung der Helligkeitsveränderungen bei unterschiedlichen Wellenlängen konnten Biller und ihre Kollegen rekonstruieren, was in unterschiedlichen Atmosphärenschichten sowohl von Luhman 16A als auch von Luhman 16B vor sich geht.

"Unsere Daten zeigen, dass das Wettergeschehen auf diesen Braunen Zwergen durchaus komplex ist", fasst Biller die Resultate zusammen. "Die Wolkenstruktur variiert, je nachdem wie tief man in die Atmosphäre blickt - wir haben es definitiv mit mehr als einer einzigen Wolkenschicht zu tun."

Die neuen Daten dürften auch Theoretiker interessieren, die Modelle über die Wolkenstruktur von Braunen Zwergen entwickelt haben. "Besonders aufregend ist für uns, dass unsere Beobachtungen nur der Anfang sind", so Biller. "Mit der nächsten Generation von Teleskopen, insbesondere mit dem European Extremely Large Telescope mit seinem Spiegeldurchmesser von 39 Metern, sollten wir Oberflächenkarten für noch entferntere Braune Zwerge erstellen können - und irgendwann dann auch einmal für junge Gasplaneten anderer Sterne."

Über die Beobachtungen berichteten die Wissenschaftler jetzt in Fachartikeln in den Zeitschriften Nature und Astrophysical Journal Letters.

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siehe auch
WISE: Zwei Braune Zwerge in Sonnennähe - 14. März 2013
Spitzer & Hubble: Detaillierte Wetterkarte für einen Braunen Zwerg - 14. Januar 2013
Keck: Wolkiges Wetter auf einem Braunen Zwerg - 8. Oktober 2008
Braune Zwerge: Gewaltige Stürme und Regen aus Eisen - 24. Mai 2002
Links im WWW
Preprint des Fachartikels in Nature (Crossfield et al., pdf-Download von eso.org)
Preprint des ApJL-Fachartikels bei arXiv.org (Biller et al.)
Max-Planck-Institut für Astronomie
ESO
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