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Weniger Braune Zwerge in unserer Umgebung
von Stefan Deiters
astronews.com
11. Juni 2012
Eine neue, jetzt vorgestellte Abschätzung der Anzahl von
Braunen Zwergen, die auf Daten des Wide-field Infrared Survey Explorer
(WISE) der NASA beruht, lässt vermuten, dass es deutlich weniger dieser
massearmen Objekte in unserer Umgebung gibt, als bislang angenommen. Näher als
der sonnennächste Stern Proxima Centauri dürfte uns zudem kein Brauner Zwerg
sein.
Simulierte Darstellung der bekannten Braunen
Zwergen rund um unsere Sonne.
Bild: NASA / JPL-Caltech [Großansicht] |
"Das ist ein wirklich erhellendes Resultat", meint Davy Kirkpatrick vom
Wissenschaftsteam des Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) am
Infrared Processing and Analysis Center der NASA am California
Institute of Technology in Pasadena. "Jetzt, wo wir die Nachbarschaft der
Sonne endlich mit einer besseren, infraroten Sicht betrachten konnten, wird
klar, dass diese kleinen Burschen nicht so häufig sind, wie wir ursprünglich
angenommen hatten." Bislang vermuteten die Astronomen, dass die Anzahl der
Braunen Zwerge in etwa der der normalen Sterne entspricht. Jetzt deutet sich an,
dass es in unserer Umgebung etwa sechsmal mehr Sterne als Braune Zwerge gibt.
Braune Zwerge sind eine Zwischenstufe zwischen großen Gasplaneten und äußerst
massearmen Sternen. Sie sind in der Regel größer als Planeten, verfügen aber
nicht über eine ausreichend große Masse, um die Fusion von Wasserstoff zu
Helium, aus der Sterne in der überwiegenden Phase ihres nuklearen Lebens die
Energie beziehen, in Gang zu setzen. Entsprechend leuchtschwach sind diese
Objekte und damit auch nur sehr schwer zu entdecken.
WISE hatte im Verlauf des Jahres 2010 den gesamten Himmel im Infraroten
kartiert. In diesem Wellenlängenbereich sind die Chancen am besten, auch sehr
leuchtschwache Braune Zwerge zu entdecken. Und dies gelang auch: So haben die
Astronomen in den WISE-Daten im vergangenen Jahr extrem kühle Braune Zwerge
aufgespürt - in einem Fall lag die Temperatur bei gerade einmal 25 Grad Celsius.
Insgesamt hat WISE rund um unsere Sonne 200 Braune Zwerge entdeckt, darunter 13
sehr kühle Exemplare.
"WISE hat neue, kühle Welten gefunden, deren Erkundung schon an sich
interessant ist", so Kirkpatrick. "Wir glauben, dass sie auf unterschiedliche
Weise entstehen können, unter anderem auch dadurch, dass ihr Wachstum zu einem
normalen Stern durch verschiedene Faktoren abgewürgt wird. Wir wissen allerdings
noch immer nicht, wie dieser Prozess genau funktioniert."
Um nun bestimmen zu können, wie häufig Braune Zwerge in unserer unmittelbaren
Nachbarschaft sind, muss man ihre genaue Entfernung kennen. Die Astronomen haben
daher die Distanz für mehrere der kältesten Braunen Zwerge ermittelt, indem sie
ihre Parallaxe bestimmt haben. Dabei wird die Entfernung eines Objektes aus
dessen scheinbarer Positionsänderung vor dem Hintergrund entfernter Sterne
errechnet, die bei Beobachtungen in einem Abstand von etwa einem halben Jahr
festzustellen ist. In einem halben Jahr hat sich die Erde nämlich gerade von der
einen Seite der Sonne auf die andere bewegt.
Aus ihren Messungen folgerten die Astronomen, dass es um Umkreis von 26
Lichtjahren um unsere Sonne etwa 33 Braune Zwerge geben sollte. Da es in dieser
Region 211 normale Sterne gibt, folgt ein Verhältnis von Braunen Zwergen zu
normalen Sternen von rund 1:6. "Dass es offenbar weniger Braune Zwerge in
unserer direkten Nachbarschaft gibt, bedeutet, dass jeder neu entdeckte Braune
Zwerg umso wichtiger ist, für unser Verständnis dieser kühlen Objekte", so
Teammitglied Chris Gelino, der auch am Infrared Processing and Analysis
Center arbeitet. "Diese Braunen Zwerge sind faszinierende Objekte, die eine
Verbindung zwischen den kühlsten Sternen und Jupiter herstellen."
Die Astronomen weisen darauf hin, dass ihre Resultate, die sie im Juli in
einem Fachartikel in der Zeitschrift The Astrophysical Journal
vorstellen werden, noch vorläufig sind. So sei es sehr wahrscheinlich, dass sich
in den WISE-Daten noch einige weitere kühle Braune Zwerge verbergen, allerdings
dürfte darunter keiner sein, der uns näher ist als der sonnennächste Stern
Proxima Centauri in rund 4,2 Lichtjahren. Durch weitere Neuentdeckungen könnte
sich das Verhältnis noch auf 1:5 oder sogar 1:4 verbessern, doch sicherlich
nicht auf 1:1 wie lange Zeit vermutet.
"So funktioniert der wissenschaftliche Fortschritt, wenn man immer bessere
Daten bekommt", erläutert Kirkpatrick. "Mit WISE konnten wir unsere Vorhersagen
überprüfen und feststellen, dass sie falsch waren. Wir hatten unsere früheren
Abschätzungen auf Grundlage von Projekten wie dem Two-Micron All-Sky Survey
gemacht, aber WISE hat uns nun einen Blick auf die kältesten Braunen Zwerge
erlaubt, die wir erst jetzt aufspüren konnten."
Nicht ausschließen lässt sich anhand der aktuellen Beobachtungen, dass es in
einem Abstand von mehr als einigen Lichtjahren von der Sonne
umhervagabundierende Planeten gibt, deren Masse einem kleinen Vielfachen der
Jupitermasse entspricht. In anderen Untersuchungen war auf die mögliche Existenz
dieser Objekte hingewiesen worden. WISE ist aber nicht empfindlich genug, um
diese mysteriösen Planeten noch in größerer Entfernung aufspüren zu können.
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