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Brauner Zwerg mit langem Jet
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik
astronews.com
18. Mai 2017
Astronomen haben bei dem jungen Braunen Zwerg Mayrit 1701117 einen spektakulären, langen Jet
entdeckt. Es ist das erste Mal, dass bei einem solchen Objekt, dessen Masse
zwischen der von massearmen Sternen und Planeten liegt, ein Jet mit dieser Länge
nachgewiesen werden konnte. Der Fund könnte mehr über die Entstehung von Braunen
Zwergen verraten.
Das Bild zeigt den Jet HH 1165
(grün), der von dem Braunen Zwerg Mayrit 1701117
ausgestoßen wird. Das Bild basiert auf
Beobachtungen in verschiedenen
Wellenlängenbereichen mit dem SOAR-Teleskop des Cerro Tololo
Inter-American Observatory. Der Strahl erstreckt
sich über eine Entfernung von 0,7 Lichtjahren
nordwestlich des Braunen Zwergs.
Bild: MPE / NOAO [Großansicht] |
Leuchtschwache, Braune Zwerge sind schwer zu finden und damit ist es auch
schwierig sie zu untersuchen, ganz im Gegensatz zu Sternen. Die Masse von
Braunen Zwergen reicht gerade nicht aus, die Kernfusion in ihrem Kern - die
wichtigste Energiequelle für hell leuchtende Sterne - aufrecht zu erhalten;
gleichzeitig sind sie aber wesentlich massereicher als große Planeten, mit etwa
der zehnfachen Jupitermasse oder mehr.
Braune Zwerge sind dabei recht häufig; es gibt in unserer Galaxie viel mehr
Braune Zwerge als Sterne wie die Sonne. Trotzdem sind Informationen über Braune
Zwerge aus Beobachtungen rar und die Astronomen sind sich nicht einig, ob sie
sich eher wie Planeten oder eher wie Sterne bilden.
"Wir suchten nach sehr jungen Braunen Zwergen und wählten dieses Objekt aus,
denn wir sahen hier in früheren Spektralbeobachtungen mit dem Very Large
Telescope der ESO eine Vielzahl von typischen Emissionslinien, die man bei
starken Ausflüssen erwarten würde und die anzeigten, dass es in der Nähe der
Quelle eine Schockfront geben sollte", erklärt Basmah Riaz vom
Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, die diese Studie leitete.
Die Aufnahme, die im Laufe von insgesamt drei Nächten mit dem SOAR-Teleskop des
Cerro Tololo Inter-American Observatory gewonnen wurde, zeigten dann
den neu entdeckten Jet HH 1165, der von dem Braunen Zwerg Mayrit 1701117
ausgeht. Dieser Braune Zwerg befindet sich im äußeren Bereich des drei Millionen
Jahre alten Sigma-Orionis-Mehrfachsystems. Jets sind stark gebündelte
Partikelstrahlen, die mit hoher Geschwindigkeit ins All schießen.
"Nach den ersten 30 Minuten Integration konnten wir einen überraschend
ausgedehnten Jet sehen. Es war ein echter "Wow"-Moment", erinnert sich Cesar
Briceno vom Cerro Tololo Inter-American Observatory. Der Jet erstreckt
sich über eine Entfernung von 0,7 Lichtjahren (ca. 0,2 Parsec) nordwestlich des
Braunen Zwergs. Die Emissionsknoten entlang des Strahls zeigen, dass der
Massenverlust zeitlich variabel ist, wahrscheinlich als Ergebnis episodischer
Akkretion auf den Braunen Zwerg.
Zwar kannte man schon vorher Jets von jungen Braunen Zwergen, diese Entdeckungen
waren aber "Mikrojets", die etwa 10-100 mal kleiner waren. "Diese Entdeckung
zeigt, dass Braune Zwerge – ganz wie junge Sterne – mächtige Jets mit
Ausdehnungen im Parsec-Bereich ausstoßen können, und dass ihre Masse durch einen
unstetigen, episodischen Prozess anwächst", erklärt Riaz.
"Der Jet HH 1165 zeigt alle bekannten Merkmale der Jets, die von Sternen
ausgestoßen werden: Emissionsknoten, ein Loch mit einem Reflexionsnebel und
Schockfronten an den Enden des Jets. Sehr überzeugend", meint auch Teammitglied
Emma Whelan von der National University of Ireland.
Es ist bekannt, dass Braune Zwerge bei ihrer Geburt von Scheiben umgeben sind
und dass sie ihre Masse durch Akkretion von molekularen Wolken vergrößern. Auch
wenn es kontraintuitiv erscheinen mag, dass der Massenverlust (in einem Jet) ein
integraler Bestandteil für das Wachstum eines Objekts darstellt, so ist diese
Situation auf das Vorhandensein von zu viel Drehimpuls zurückzuführen.
Genau wie eine Eistänzerin beim Drehen ihre Arme anzieht und sich dann schneller
dreht, würden sich auch große, langsam rotierende Molekülwolken aufgrund der
Drehimpuls-Erhaltung viel schneller drehen, wenn sie auf die viel kleineren
Größen von Sternen oder sub-stellaren Objekten wie Braunen Zwergen kollabieren –
zu schnell um kompakte Objekte entstehen zu lassen.
Riaz spekuliert, dass "die Kerne von Molekülwolken einen viel zu hohen
Drehimpuls haben, als in Sternen oder Braunen Zwergen enthalten sein kann. Das
System muss also Drehimpuls verlieren, damit ein Objekt Masse ansammeln kann.
Wird der Drehimpuls mit Hilfe eines Jets aus dem System entfernt, löst dies das
'Drehimpulsproblem', mit dem Sterne und Braune Zwerge konfrontiert sind."
Um diese Hypothese zu testen, ist das Team auf der Suche nach ausgedehnten Jets
von Braunen Zwergen, um herauszufinden, wie häufig diese auftreten. Derartige
Jets könnten sehr selten sein, weil die Umgebungsbedingungen für eine
Ausbreitung des Jets günstig sein müssen und der Jet gleichzeitig auf große
Entfernungen sichtbar sein muss. Man würde erwarten, dass sich Quellen mit
niedriger Leuchtkraft in Gegenden mit niedriger Dichte befinden, nach der
Fragmentierung von Wolkenkernen mit sehr niedriger Masse. Das Problem dürfte
also eher das Fehlen von dichtem Material sein, in dem der Jet Schocks auslösen
kann, als die Ausbreitung an sich, die in einem dünneren Medium einfacher sein
sollte.
Über ihre Untersuchung berichten die Forscher in einem Fachartikel, der in der
Zeitschrift Astrophysical Journal erscheinen wird.
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