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Sterne

 

 

 

extrasolare Planeten

 

 

 

 

 

 


 
 
 
 
Um es vorweg zu nehmen, von der Entdeckung erdähnlicher Planeten ist die Menschheit noch sehr weit entfernt. Die Berichte von neuerlich entdeckten Planeten beziehen sich auf Körper, deren Masse minimal bei der des heimischen Planeten Jupiter liegt. Von solchen Objekten gibt es nur bedingt Bilder. Sie sind einfach zu klein und wurden in ihrer Mehrzahl durch indirekte Messungen nachgewiesen.
Aber selbst diese Körper sind noch immer um den Faktor 100 schwerer als die Erde und damit um etwa das 11 fache im Durchmesser grösser als diese.

Bilder auf denen 'Planeten' gezeigt werden, stellen bisher häufig Braune Zwerge dar und diese besitzen mindestens das 13-15 fache der Masse von Jupiter. Eine Übersicht über die Massen von Himmelskörpern die sich zu Sonnen, Zwergen und Gasplaneten entwickeln können, gibt die nachfolgende Tabelle. Dabei wird eine ähnliche Zusammensetzung der Gase angenommen, wie sie die Sonne besitzt.

Planeten, <15 Jupitermassen
                                       < ~1% Sonnenmasse
Als Planeten werden relativ kalte Körper bezeichnet, welche eine Sonne (Stern) auf direktem Weg umrunden. Sie verfügen über eine Masse die geringer ist als etwa 13-15 Jupitermassen. Sie bestehen vorwiegend aus Wasserstoffgas, welches sich durch die enormen Gravitationskräfte ein wenig erwärmt. Verfügen derartige Körper über mehr Masse, gleiten sie hinüber in den Bereich der Braunen Zwerge. Diese Objekte stellen einen Zwischenschritt zwischen Planeten und Sonnen dar.

Braune Zwerge, 15< x <60-80 Jupitermassen
                                                      1% bis ca. 7-8% Sonnenmasse
Braune Zwerge sind verhinderte Sonnen, die mangels Masse, die 1H Wasserstoff-Kernverschmelzung nicht starten konnten. Hierzu ist nach theoretischen Berechnungen, eine Mindestmasse von etwa 7%-8% der Sonnenmasse notwendig, was etwa 60 bis 80 Jupitermassen entspräche. Sind mehr als 15 Jupitermassen vorhanden so kann der Himmelskörper zwar das vorhandene Deuterium, also den schweren Wasserstoff, 2H der ein Neutron enthält, zu Helium verschmelzen, allerdings ist relativ wenig Deuterium im Raum verfügbar und zum anderen ergibt sich aus der Kernfusion von Deuterium nicht so viel Energie wie bei der Wasserstofffusion. Solche Quasisterne, eben die Braunen Zwerge, glimmen eine kurze astronomische Zeitdauer bei Temperaturen um 2000°C, um dann als planetarische Wasserstoffballons den Rest ihrer Zeit zu überdauern. So gesehen kann man Braunen Zwergen durchaus eine Art Planeteneigenschaft zuweisen, was in der heutigen Astronomie geschieht.

Sonnen, >60-80 Jupitermassen
                                                      ab ca.7,5% bis 40 - 60% Sonnenmasse (Rote Zwerge)
Bei Sonnen wird normaler 1H Wasserstoff fusioniert. Der hierzu notwendige Druck im Inneren des Körpers tritt nach theoretischen Erwägungen erst bei Wasserstoffmengen ein, die mindestens 60-80 Jupitermassen umfassen. Sterne welche gerade über diese Masse verfügen, 'brennen' sehr sparsam und können bei 2200 bis 3800K länger 'glimmen' als das bisherige Weltall alt ist. Sie werden auch als Rote Zwerge bezeichnet, sind aber normale Sonnen der Hauptreihe. Die Sonne glüht bei 5.800 K.

In dem Jahrzehnt zwischen 1990 und dem Jahr 2000 wurden etwa zwei Dutzend Sterne gefunden, die von Objekten umkreist werden, deren Eigenschaften darauf hinweisen, dass es sich um Planeten handeln könnte. In der Regel stellten sich diese Planeten als Braune Zwerge (brown dwrafs) heraus. Dadurch dass diese Quasiplaneten eigenes Licht erzeugen, konnten bei genügendem Abstand zur Muttersonne, oder wenn diese sehr dunkel leuchtete, auch Bilder von ihnen angefertigt werden. Allerdings ist man sich bei diesen Bildern oftmals nicht wirklich klar, ob das was zu sehen ist, einen Braunen Zwerg, oder einen weit entfernten Hintergrundstern darstellt. So gab es einige spektakuläre Fehlleistungen, bei denen der Planet keiner war.
Ebenso unbefriedigend sind Systeme, bei denen sich zwei Braune Zwerge umkreisen. Verbrennen noch beide Körper ihr Deuterium so wäre eher ein Doppelsternsytem gegeben. Verlöscht einer so könnte man von einer Sonne mit Planet reden, doch was ist, wenn beide Zwerge ihr Deuterium verbrannt haben? Ein Doppelplanetensystem kann es nach der Definition dessen, was ein Planet wäre, nicht geben,

Durch hochfeine, computergestützte Messmethoden sind die Astrophysiker inzwischen Körpern auf der Spur, die unterhalb der Grenze von Braunen Zwergen liegen. Bilder wird es von diesen Körpern in absehbarer Zukunft nicht geben, dennoch zwei Beispiele ..

Beispiel eins für Planeten welche unterhalb der Massengrenze von Braunen Zwergen liegen, befinden sich beim Stern 79 Ceti im Sternbild Cetus. Dieser Stern ist 117 Lichtjahre von uns entfernt. 79 Ceti besitzt einen Begleiter, der nur 70% der Masse von Saturn besitzt. Dieser umrundet die Muttersonne in einer Entfernung von 32,5 Mio km (Erde-Sonne 93mio km).

Ein weiterer Stern mit einem Planeten ist der Stern HD46375 im Sternbild Monoceros, der 109 Lichtjahre entfernt ist. Sein Begleiter besitzt 80% der Saturnmasse, jedoch nur einen Abstand von 3,8 Mio. km zur Muttersonne. Von beiden Planeten existieren keine Bilder, sie verraten sich nur durch die Taumelbewegungen ihrer Sonnen.

Neben dem Problem der Sichtbarkeit werden die Astrophysiker von physikalische Eigenschaften der vermuteten Planeten und Zwerge gequält, für die sie keine Erklärung besitzen. Das nachfolgende Bild zeigt das als Braunen Zwerg eingestufte Objekt LP944-20 im Sternbild Fornax (Ofen). Es soll die 60 fache Masse von Jupiter und damit ein Zehntel der Sonnenmasse besitzen. Im Dezember 1999 beobachtete die NASA-Sonde Chandra diesen Himmelsausschnitt und registrierte während einer Zeit von 9 Stunden, an der Stelle an der sich LP944-20 befindet, nichts. Plötzlich erzeugte der Zwerg für den Rest der Beobachtungszeit einen signifikanten Röntgenstrahlen-Ausbruch. Bislang gibt es keinerlei Erklärung dafür, in welcher Weise Braune Zwerge ein derartiges Röntgenfeld erzeugen könnten ... oder ist dort kein Brauner Zwerg?
 
 

 

 

 

 

 

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