2.5
Sterne, die keine wurden .. Planeten ?!
Ein besonderer
Stern- oder Planetentyp sind die Braunen Zwerge, die brown
dwarfs. Von ihnen wurden im Zeitraum zwischen 1995 und 2000 etwa
20 Exemplare gefunden. Objekte dieser Kategorie können
bisher in den wenigsten Fällen durch Bilder dokumentiert
werden. Sie verraten ihre Existenz durch Unregelmässigkeiten
im Bahnverlauf der Sonnen, die sie umkreisen. Deren Schwankungen,
die nur mit sehr genauen Messinstrumenten wahrgenommen werden
können, weisen darauf hin, dass sie von einem optisch nicht
mehr auflösbaren, massearmen Begleiter umrundet werden. Die
in den letzten Jahren erreichte Qualität der optischen
Beobachtungsinstrumente führte zu dem Erfolg, extrasolare
Himmelskörper bildlich zu erfassen, die keine richtigen
Sonnen wurden, da sie weniger als 8-10% der Sonnenmasse besitzen,
aber auch nicht richtig in die Gruppe der Planeten hineinpassen
wollen, da in ihnen für eine kurze Zeit doch eine
Kernverschmelzung stattfindet.
Wie schon
beschrieben wurde, müssen Sonnen einen extremen
Gravitationsdruck aufbauen, damit in ihnen die Wasserstofffusion
einsetzt. Was nun, wenn diese Masse nicht erreicht wird?
Wasserstoffballons,
bei denen die Kernfusion nicht einsetzte, besitzt auch unser
Sonnensystem in Form der Planeten Jupiter, Saturn, Uranus und
Neptun. Dabei ist Jupiter deren größter Vertreter.
Besäße er etwa 70-80 mal mehr Masse, so wäre aus
ihm eine echte Sonne, ein Roter Zwerg geworden. Mit nur 15 mal
mehr Masse würde man ihn als Braunen Zwerg bezeichnen.
Da die
Gasballons die Sonne umkreisen, sagt man es seien ihre Planeten
und so spricht man auch bei den Braunen Zwergen häufig von
extrasolaren Planeten. Auch ihnen war bis zum Jahr 2005 immer
eine echte Sonne zugeordnet, die sie umrundeten und ohne die sie
nicht aufgefallen wären. Dennoch gibt es zwischen den
Braunen Zwergen und unseren Gasplaneten einen Unterschied.
Besitzen Wasserstoffballone etwa die 15fache Masse von Jupiter,
so setzt bei ihnen eine Verschmelzung von Deuterium 2H
zu Helium ein. Deuterium, auch als schwerer Wasserstoff
bezeichnet, besitzt neben dem einen Proton des Wasserstoffs noch
ein Neutron und damit die atomare Masse 2. Nun gibt es nicht sehr
viel Deuterium im Weltall und die Fusion von Deuterium ist auch
nicht so energiereich wie die von Wasserstoff. Dennoch sind
Braune Zwerge in diesem Stadium eher den Sonnen zuzurechnen als
den Planeten. Erst wenn die Deuteriumfusion nach astronomisch
kurzer Zeit abgeschlossen ist, bleibt ein Wasserstoffballon
übrig, der nun eher die Eigenschaften eines der uns
bekannten Planeten besitzt, auch wenn er ein Stück größer
ist als diese. Während ihrer Zeit als Quasi-Sonnen erreichen
Braune Zwerge jedoch noch immer Oberflächentemperaturen, die
bis 2000°C reichen können und strahlen ein dunkelrotes
Licht ab, was ihnen den Namen gab.
Die
Mehrzahl der bisher gefundenen extrasolaren Planeten sind Braune
Zwerge und auch nur von solchen Objekten gab es bisher Bilder.
Allerdings wurden durch indirekte Messungen, also durch die
Taumelbewegungen von Sternen, auch solche Stellen im Weltall
gefunden, bei denen sich vermuten lässt, das Körper die
kleiner sind als 15 bis hinunter zu einer halben Jupitermasse, um
die Sterne kreisen. Diese Körper umrunden ihre Sonnen mit
Umlaufzeiten zwischen 3,1 bis hin zu 1650 Tagen und besitzen
Bahnen von nahezu rund, bis hin zu stark elliptisch.
Im Jahr 2005 wurde nun erstmals ein Brauner Zwerg
gefunden, der von einem Körper mit etwa 5 Jupitermassen
umrundet wird. Hier darf man sich nun aussuchen, ob sich eine
Sonne und ein Planet, oder zwei Planeten umkreisen. Das mit der
Zuordnung von Braunen Zwergen zu den Planeten besitzt halt
Unwägsamkeiten. Spätestens wenn sich der Braune Zwerg
zu einem großen Wasserstoffballon abgekühlt hat,
umkreisen sich nach der bisherigen Sprachregelung, zwei Planeten.
Dass im Fall
dieser beiden Himmelskörper der Planet noch immer
Temperaturen besitzt, die ihn leuchten lassen liegt daran, dass
auch das Zusammendrücken von Gasen, Wärme erzeugt. Man
kann so etwas bei einer Luftpumpe beobachten, wenn man den
Luftausgang verstopft und die Luft im Kolben zusammendrückt.
Auch hier erwärmt sich der Kolben. Bei den etwas größeren
Druckverhältnissen in einem Gasplaneten kommen so noch immer
Temperaturen von 700°C bis 1000°C zusammen. Bis sie kalt
geworden sind braucht es eine kosmische Weile, und selbst bei
Jupiter und Saturn, die vor mehr als 5 Milliarden Jahren
entstanden, ist zu beobachten, dass sie noch immer mehr Wärme
abstrahlen, als sie von der Sonne erhalten.
Die Geräte mit denen derartig kleine
Himmelskörper aufgespürt werden, sind Spektrografen.
Mit ihnen kann die Rotverschiebung im Licht eines Sterns gemessen
werden und diese ist ein Maß dafür, ob sich der Stern
entfernt oder auf uns zukommt. Den heutigen Geräten gelingt
es, Geschwindigkeiten mit denen sich ein Stern in der Sichtlinien
bewegt, bis hinunter auf 25km/h aufzulösen. Bei dem etwa
sonnengroßen Stern Gliese 86, der von einem Planeten
umrundet wird, reichte diese Auflösung um den Winzling zu
finden. Der Planetenkörper, von der 4,9 fachen Masse des
Jupiters, beschleunigte Gliese 86 auf 2664km/h in der
Sichtlinie.
Dieses Bild ist ein Beispiel
für eine Fehlmeldung. Zunächst wurde angenommen, dass
der, wie herausgeschleudert aussehende Punkt, ein Planet sei.
Inzwischen hat sich die Annahme verdichtet, dass es sich um einen
Hintergrundstern handelt, der zufällig am Ende des Jets
liegt.
Im
Hauptmenü rechts, unter [Sterne], sind einige Braune Zwerge
zu sehen, die mit dem Hubble-Weltraumteleskop bzw. den VLT
-Teleskopen der ESO fotografiert werden konnten.
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