Spitzer entdeckt ein Paar aus Braunen Zwergen

Michael Johne

Registriertes Mitglied
Hallo!

Spitzer hat vor wenigen Tagen enhüllt, dass der kühlste bekannte Braune Zwerg 2MASS J09393548-2448279 offenbar auf 2 Braunen Zwergen besteht: Astronomers Find the Two Dimmest Stellar Bulbs

Astronomen haben kürzlich mit Hilfe des Weltraumteleskop Spitzer offenbart, dass der wahrscheinlich kühlste Braune Zwerg 2MASS J09393548-2448279 vermutlich ein Doppelsystem aus 2 Braunen Zwergen ist, die sich gegenseitig umkreisen.
Weiterzulesen bei Raumfahrer.net: Spitzer entdeckt ein Paar aus Braunen Zwergen

MfG, Michael Johne!
 

astronews.com Redaktion

Registriertes Mitglied
Spitzer: Die leuchtschwächsten Sterne im Universum

Astronomen haben mit Hilfe des Infrarot-Weltraumteleskops Spitzer zwei äußerst leuchtschwache Braune Zwerge aufgespürt. Eigentlich hatten die Forscher an dieser Stelle nur einen relativ normalen Braunen Zwerg vermutet, dann bemerkten sie aber, dass sie es mit den beiden leuchtschwächsten sternähnlichen Objekten zu tun haben, die bislang im Universum bekannt sind. (15. Dezember 2008)

Weiterlesen...
 
F

fspapst

Gast
Astronomen haben mit Hilfe des Infrarot-Weltraumteleskops Spitzer zwei äußerst leuchtschwache Braune Zwerge aufgespürt.
Weiterlesen...
Ich frage mich inzwischen,ob es auch jupitergroße (schwere) braune Zwerge gibt, die wir nur nicht sehen können, weil die halt dunkel und vermutlich auch recht kühl sind.

Der Unterschied zwischen Planet und braunem Zwerg ist ja der Entstehungsmechanismus:
entweder aus einer interstellaren Gas/Staubwolke; dann ist es ein Stern,
oder aus einer zikumstellaren Gas/Staubwolke, dann ist es ein Planert.

Wenn nun eine Gaswolke kollabiert und dabei in sehr kleine Teile funktioniert, kann dabei auch ein so kleiner Stern entstehen, dass er nur Jupitergröße hat?

fragende Grüße
FS
 

Lina-Inverse

Registriertes Mitglied
Ich frage mich inzwischen,ob es auch jupitergroße (schwere) braune Zwerge gibt, die wir nur nicht sehen können, weil die halt dunkel und vermutlich auch recht kühl sind.
Was meinst du mit "schwer"? Laut Wiki ist die Abhängigkeit Grösse/Masse reziprok, d.h. schwerere braune Zwerge sind kleiner als die leichteren.
Der Unterschied zwischen Planet und braunem Zwerg ist ja der Entstehungsmechanismus:
entweder aus einer interstellaren Gas/Staubwolke; dann ist es ein Stern,
oder aus einer zikumstellaren Gas/Staubwolke, dann ist es ein Planert.
Wenn der Artikel im Wiki richtig ist, ist das Entstehungskriterium veraltet. Das dort angeführte Fusionskriterium erscheint mir auch wesentlich logischer und aussagekräftiger, da man sonst nicht entscheiden könnte, ob ein Substellarer Begleiter unterhalb der Massenobergrenze von 75-90 Jupitermassen nun der einzige Planet oder ein Brauner Zwerg sein soll.
Wenn nun eine Gaswolke kollabiert und dabei in sehr kleine Teile funktioniert, kann dabei auch ein so kleiner Stern entstehen, dass er nur Jupitergröße hat?
Wenn man das Fusionskriterium konsequent anwendet, löst sich die Frage von selbst - Definitionsgemäss ist es nur dann ein Stern wenn es genug Masse für die H-Fusion hat, hat es weniger Masse, aber >13 Jupitermassen nennt man es BZ, darunter Planet (bzw. Planemo wenn es keinen Stern umkreist) ;)

Das löst dann per Definition auch die Frage was ein Binärsystem aus zwei BZ ist: Ein Doppelplanet oder ein gescheitertes Binärsystem? Da man die BZ zu den Sternen zählt, also ein Binärsystem.

Alles nur eine Frage der Definition *g

Gruss
Michael

PS: Die Frage die noch offen bleibt ist, wie nennt man einen BZ nachdem er seine Deuterium und Lithium-Reserven erschöpft hat und abgekühlt ist? Schwarzer Zwerg oder doch Planet?
 
F

fspapst

Gast
Was meinst du mit "schwer"? Laut Wiki ist die Abhängigkeit Grösse/Masse reziprok, d.h. schwerere braune Zwerge sind kleiner als die leichteren.
Ich wollte keine Dichtekriterien in meine Aussage hinneininterpretieen lassen. (*grummel*) Deshalb mein "schwer".! :rolleyes:

.. ist das Entstehungskriterium. Das dort angeführte Fusionskriterium erscheint mir auch wesentlich logischer und aussagekräftiger, ..
Dann stelle ich meine Frage noch anders: Gibt es Planeten, (M~Jm) die aus einer fraktionierenden, interstellaren Gas/Staubwolke entstehen können?

PS: Die Frage die noch offen bleibt ist, wie nennt man einen BZ nachdem er seine Deuterium und Lithium-Reserven erschöpft hat und abgekühlt ist? Schwarzer Zwerg oder doch Planet?
Und wie nennt man einen wie oben aufgezeigten Zwerg, der so leicht ist, dass er von vorn herein kein Deuterium verbrennt?

Gruß
FS
 
Zuletzt bearbeitet:

Lina-Inverse

Registriertes Mitglied
Ah, ich habe deine Frage falsch interpretiert!
Gibt es Planeten, (M~Jm) die aus einer fraktionierenden, interstellaren Gas/Staubwolke entstehen können?
Hmmm, gute Frage :) Ich vermute es gibt welche die 13 Mj unterschreiten (ein Kandidat: Cha 110913-773444). Man kann wohl zur Zeit nicht eindeutig sagen, ob es sich um verstossene Sternembryos handelt oder 'failed' Stars die durch den Gravitationskollaps einer (zu kleinen) Gaswolke entstanden sind. Wenn ich ein bisschen drüber nachgrübele wird mir klar das es eine untere Grenzmasse geben muss, unterhalb derer kein Gravitationskollaps mehr möglich ist. Ich habe aber keine Idee wie gross die sein könnte :p
Und wie nennt man einen wie oben aufgezeigten Zwerg, der so leicht ist, dass er von vorn herein kein Deuterium verbrennt?
Dafür hat man die Bezeichnung Planemo eingeführt.

Gruss
Michael
 

Lina-Inverse

Registriertes Mitglied
Die Formel ist überschaubar, aber sie enthält die mittlere Teilchenmasse in der Wolke die mir wiederum nicht bekannt ist.
Nun ja, ohne genaue Angaben zur Zusammensetzung des interstellaren Gases kannst du die zwar nicht exakt bestimmen, aber eine gute Näherung kann man ohne weiteres abschätzen. Faustformel für den Materiemix ist ca. 70% H, 29% He und das restliche 1% sind die schwereren Elemente,
unter denen C und O die Hauptbestandteile sein werden.

Nehmen wir der Einfachheit also mal einen Mix aus 70% H, 29% He, 0.5% C und 0.5% O.
Für O und C müssen wir uns noch überlegen in welcher Form die wohl gebunden sind, nehmen wir also was einfaches an, H2O + CH4. Der restliche Wasserstoff bildet H2 Moleküle. He als Edelgas liegt Einatomig vor.

Molare Massen: H2 = 2, He = 4, CH4 = 16 (12+4*1), H2O - (16+2*1)
Code:
[u]Umrechnung der Massenanteile auf relative Teilchenanzahlen:[/u]
rel. Teilchenanzahl = rel. Massenanteil / Atomgewicht
H  =  70 /  2 -> 35
He =  29 /  4 -> 7.25
C  = 0.5 / 12 -> 0.0417
O  = 0.5 / 16 -> 0.0313

Das in H2O und CH4 gebundene H müssen wir noch vom freien H abziehen, also:
H = (70.0 - (4*0.0417) - (2*0.0313))/2 -> 34.7706

Das Testgemisch hat also eine durchschnittliche Teilchenmasse von:
N(H)*2 + N(He)*4 + N(CH4)*16 + N(H2O)*18 / Summe(N) =
34.7706*2 + 7.25*4 + 0.0417*16 + 0.0313*18 / (34.7706 + 7.25 + 0.0416 + 0.0313)
99.7718 / 42.0936 = 2.3702
(Ein 70% H, 30% He Gemisch hätte übrigens 2.3529, also war die ganze Rechnerei Haarspalterei^^)
Da hast du dein durchschnittliches Molekülgewicht in u. Das kannst du jetzt leicht Umrechnen und Einsetzen.
Du kannst die Rechnung auch für beliebige andere Gemische machen, solange du die molekulare Zusammensetzung kennst.

Das andere Problem wird der Radius der Wolke sein, der auch in der Formel vorkommt. Nach der Wikipedia findet man die höchste Dichte in Molekülwolken von 20-50K Temperatur mit eine Dichte von 10^5 Atomen pro cm^3 (siehe hier, wobei ich mir bei der Angabe nicht sicher bin ob H oder H2 gemeint ist). Also wählst du den Radius evtl. erst einmal so das die Wolke diese Dichte hat?

Gruss
Michael
 
F

fspapst

Gast
Danke Lina-Inverse,

ich habe mal die für mich wichtigsten Aussagen davon zusammengefasst zu:
Nehmen wir der Einfachheit also mal einen Mix aus 70% H, 29% He, 0.5% C und 0.5% O.....Das Testgemisch hat also eine durchschnittliche Teilchenmasse von:....2.3702
nochmal danke. :)
(Ein 70% H, 30% He Gemisch hätte übrigens 2.3529, also war die ganze Rechnerei Haarspalterei^^)
:D

Und du hast die Unbekannte zu....
Das andere Problem wird der Radius der Wolke sein, .....
... auch offen gelassen.

Über den Daumen gepeilt würde ich die Minimalmasse für einen Planemo auf ca. eine Jupitermasse schätzen. Wer sich mit den Unbekannten aus der Formel weiter beschäftigen möchte, kann ja hier mal die vollständige Formel ausrechnen und meine Daumenrechnerei an die Wand spielen. :cool:

Grüße
FS
 

Lina-Inverse

Registriertes Mitglied
Ich hab eben mal versucht die Formel anzuwenden (die umgestellte die mit der Dichte auskommt), komme aber auf ziemlich schräge Zahlen: 5,272*10^31kg (26,5 Sonnenmassen!).
(Ausgangsbedingungen: Temperatur 20K, Dichte 10^5 u/cm^3, Teilchenmasse 2,7302u)

Ich bin mir jetzt nicht sicher das ich mich nicht irgendwo beim umrechnen irgendwo um ein paar Zehnerpotenzen verhauen habe :rolleyes:

Andererseits ist mir grad wieder eingefallen das Sterne nicht einzeln entstehen, sondern soweit ich mich erinnere immer in Haufen. D.h. ich habe evtl. hier nur ausgerechnet wie schwer eine Molekülwolke sein muss um einen kleinen Sternhaufen zu bilden? Ich erinnere mich das ich mal was von einem Zusatzkriterium gelesen habe, das sich eine Wolke beim Gravitationskollaps in mehrere Teilwolken aufspaltet...

Verwirrten Gruss
Michael
 
F

fspapst

Gast
Hallo Michael,
Ich bin mir jetzt nicht sicher das ich mich nicht irgendwo beim umrechnen irgendwo um ein paar Zehnerpotenzen verhauen habe

Mein Daumen scheint ja weit ab von der Mathematik zu liegen. :p
Aber dafür näher an der Realität, denn S Ori 70 hat 2 bis 8 Jupitermassen.

Ich denke mir, die Formel ist nicht ausreichen und es sind weitere Faktoren dabei im Spiel.
Staub verhält sich nicht wie ein Gas und kann sich zu größeren Staubpartikeln zusammenschließen, wodurch der Druck wieder sinkt ect.

Ich rufe einfach mal hier in die Runde nach den Fachleuten (mac, ralf, ...)
HALLO, KÖNNT IHR MAL BITTE HELFEN?

Gruß
FS
 

Lina-Inverse

Registriertes Mitglied
Danke für die Links UMa!

Der erste Artikel hat mir einiges wieder in Erinnerung gerufen was ich schon wieder vergessen hatte. Insbesondere das die Temperatur einen so erheblichen Einfluss auf die Jean-Masse hat werd ich mir gut merken.

Nach dem Abstract des zweiten Papers ist die minimale Masse (unter speziellen Bedingungen mit Staub und niedriger Temperatur) für eine Molekülwolke für den gravitativen Kollaps ca. 7,33 M-Jupiter. Das ist gut mit dem Schätzwert von fspapst/S ORI 70 vereinbar. Es kommen ja noch andere Mechanismen in Frage die die Masse eines Planemos (noch weiter) herabsetzen können (Tri- oder Mehrfachsystem und Verstossung einer oder mehrerer Komponenten bei der Formation). Ein Planemo mit Jupitermasse oder sogar evtl. noch weniger ist demnach durchaus denkbar, leider wird man sowas in absehbarer Zeit kaum auffinden können. Wie hat man S ORI 70 überhaupt bemerkt?

@fspapst: Der Staub scheint weniger wegen der Verringerung der Dichte eine grosse Rolle zu spielen, als das er eine niedrigere Temperatur zur Folge hat. Wenn du dir die Formel nochmal anschaust, siehst du das die Dichte in dem Term steckt der mit Exponent 1/2 eingeht, die Temperatur dagegen mit Exponent 3/2.

So als Nebengedanke: Das ist doch ein weiteres gutes Argument gegen die MACHO-Hypothese. Es können im frühen Universum nicht genug Machos entstanden sein, weil schwere Elemente fehlten und die Jeans-Masse entsprechend höher gewesen sein muss (siehe auch Population III-Sterne).

Gruss
Michael
 
F

fspapst

Gast
Hall Michael,
@fspapst: Der Staub scheint weniger wegen der Verringerung der Dichte eine grosse Rolle zu spielen, als das er eine niedrigere Temperatur zur Folge hat. Wenn du dir die Formel nochmal anschaust, siehst du das die Dichte in dem Term steckt der mit Exponent 1/2 eingeht, die Temperatur dagegen mit Exponent 3/2.
Danke für den Hinweis. :)

So als Nebengedanke: Das ist doch ein weiteres gutes Argument gegen die MACHO-Hypothese. Es können im frühen Universum nicht genug Machos entstanden sein, weil schwere Elemente fehlten und die Jeans-Masse entsprechend höher gewesen sein muss ..
Interessanter Gedanke. Gehen denn die MACHO-Hypothesiker :))) davon aus, dass die MACHOS schon im frühen Universum entstanden seien?
Gibt es entsprechende Beobachtungen an fernen Galaxien, die DM implizierte Rotationen zeigen?

Gruß
FS
 
Oben