JAMES WEBB
Die ersten Braunen Zwerge außerhalb der Milchstraße
von Stefan Deiters
astronews.com
28. Oktober 2024

Mithilfe des Weltraumteleskops James Webb könnte nun die ersten Population Brauner Zwerge außerhalb unserer Milchstraße entdeckt worden sein. Der Fund gelang im Sternhaufen NGC 602 in der Kleinen Magellanschen Wolke. Braune Zwerge sind stellare Objekte, die so massearm sind, dass in ihnen keine dauerhaften nuklearen Fusionsprozesse zünden.

Der Sternhaufen NGC 602 in einer Ansicht, die auf Daten der Instrumente NIRCam und MIRI von James Webb beruht. Bild: ESA / Webb, NASA & CSA, P. Zeidler, E. Sabbi, A. Nota, M. Zamani (ESA / Webb)  [Großansicht]

Der junge Sternhaufen NGC 602 liegt in den Außenbereichen der Kleinen Magellanschen Wolke, einer Satellitengalaxie der Milchstraße, die etwa 200.000 Lichtjahre von der Erde entfernt und ein prominentes Objekt am südlichen Sternhimmel ist. Die Wissenschaft vermutet, dass die Umgebungsbedingungen in diesem Sternhaufen in etwa den Bedingungen ähneln, die im frühen Universum geherrscht haben müssen: Schwere Elemente, in der Astronomie alles außer Wasserstoff und Helium, gibt es hier nur sehr wenige. Ionisiertes Gas in dem Haufen, etwa in Form der H-II-Region N90, und dunkle Schwaden aus Staub deuten zudem darauf hin, dass in NGC 602 gerade neue Sterne entstehen. Das macht den Haufen ideal, um Sternentstehungsprozesse unter Bedingungen zu studieren, wie es sie vermutlich im jungen Universum gegeben hat und die sich von denen in unserer Nachbarschaft deutlich unterscheiden.

Aus diesem Grund wurde NGC 602 auch mit dem Weltraumteleskop James Webb anvisiert. Das beteiligte Team entdeckte dabei in den Bildern von James Webb Kandidaten für die ersten jungen Braunen Zwerge, die außerhalb unserer Milchstraße aufgespürt worden sind. "Nur mit der unglaublichen Empfindlichkeit und räumlichen Auflösung im richtigen Wellenlängenbereich ist es möglich, diese Objekte in so großen Entfernungen zu entdecken", verdeutlicht Peter Zeidler von der Association of Universities for Research in Astronomy (AURA) und dem Space Telescope Science Institute (STScI) die Besonderheit der Entdeckung. "Das war bisher noch nie möglich und wird auch in absehbarer Zukunft vom Boden aus unmöglich bleiben."

Braune Zwerge sind stellare Objekte, die in mancherlei Hinsicht den Gasplaneten ähneln, aber mit typischerweise 13 bis 75 Jupitermassen deutlich massereicher sind. Im Gegensatz zu massearmen Sternen hat ihre Masse aber nicht ausgereicht, um die nuklearen Fusionsprozesse in ihrem Inneren dauerhaft zu zünden. Anders als extrasolare Planeten befinden sie sich nicht im Orbit um einen Stern. Trotzdem gibt es bei manchen Exemplaren bestimmte Ähnlichkeiten zu Gasplaneten, etwa was ihre atmosphärische Zusammensetzung betrifft. "Bislang waren etwa 3000 Braune Zwerge bekannt, die sich jedoch alle in unserer eigenen Galaxie befanden", fügte Elena Manjavacas von AURA/STScI hinzu.

"Diese Entdeckung unterstreicht die Stärke des Einsatzes von Hubble und Webb zur Untersuchung junger Sternhaufen", betont auch Antonella Nota, geschäftsführende Direktorin des International Space Science Institute in der Schweiz. "Hubble hat gezeigt, dass NGC 602 sehr junge, massearme Sterne beherbergt, aber erst mit Webb können wir endlich erkennen, in welchem Umfang hier auch Objekte mit substellarer Masse entstehen. Hubble und Webb sind ein erstaunlich leistungsfähiges Teleskop-Duo!" Und Zeidler ergänzt: "Unsere Ergebnisse passen sehr gut zu der Theorie, dass die Massenverteilung der Objekte unterhalb der Grenze zur Fusion von Wasserstoff einfach eine Fortsetzung der stellaren Verteilung ist. Es scheint, dass sie auf dieselbe Weise entstehen, sie sammeln nur nicht genug Masse auf, um ein vollwertiger Stern zu werden."

"Durch die Untersuchung der jungen, metallarmen Braunen Zwerge, die wir in NGC 602 entdeckt haben, kommen wir dem Geheimnis näher, wie Sterne und Planeten unter den harten Bedingungen des frühen Universums entstanden sind", ordnet Elena Sabbi vom NOIRLab der NSF, der University of Arizona und des STScI die Ergebnisse ein. Über die Beobachtungen berichtet das Team in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift The Astrophysical Journal veröffentlicht wurde.