Wenn sich zur Überraschung herausstellt, dass ein brauner Zwerg eigentlich ein Objekt mit Planetenmasse ist
Manchmal stellt sich heraus, dass ein brauner Zwerg eigentlich ein Planet bzw. ein Planetarisches Objekt ist. Ein Team unter der Leitung von Jonathan Gagné vom Carnegie Institute und Forscher vom Institute for Research on Exoplanets (iREx) an der Université de Montréal, dem American Museum of Natural History und der University of California San Diego, entdeckten, dass ein Objekt, von dem die Astronomen eigentlich dachten, dass es eines der nächsten braunen Zwerge sei, in Wirklichkeit ein Objekt mit Planetenmasse ist.
Ihre Ergebnisse wurden in „The Astrophysical Journal Letters“ veröffentlicht.
Braune Zwerge sind kleiner als Sterne aber größer als Riesenplaneten. Sie sind zu klein um genügend Druck und Temperatur aufzubauen, um den Wasserstoff-Fusionsprozess einzuleiten. Alle Sterne enthalten aber auch noch Deuterium (ein Isotop des Wasserstoffs) und dies kommt leichter zur Fusion als Wasserstoff. Die Deuterium-Fusion gibt zwar nicht viel Energie her, dennoch kann sie einen braunen Zwerg einigermaßen zum Leuchten bringen. Nach der Entstehung kühlen die braunen Zwerge langsam ab und kontrahieren. Die Kontraktion endet meist nach einigen hundert Millionen Jahren, die Auskühlung geht aber kontinuierlich weiter.
„Das bedeutet, dass die Temperaturen von braunen Zwergen eine große Bandbreite haben. Sie reichen von fast so heiß wie Sterne bis so kühl wie Planeten, je nachdem wie alt sie sind“, sagte Jackie Faherty vom American Museum of Natural History und Co-Autorin des Artikels.
Das Team stellte fest, dass das gut studierte Objekt mit der Bezeichnung SIMP J013656.5 + 093347 oder kurz SIMP0136 genannt, ein planetarisches Mitglied einer 200 Millionen Jahr alten Gruppe von Sternen mit Namen Carina-Near ist.
Gruppen von Sternen ähnlichen Alters die sich gemeinsam durch den Raum bewegen, werden als Prime-Regionen bezeichnet für die Suche nach frei schwebenden planetarischen Objekten, weil sie die einzige Möglichkeit bieten, eine Altersdatierung von diesen kalten und isolierten Welten zu bekommen. Das Alter sowie die Temperatur eines frei schwebenden Objekts zu erkennen ist notwendig um seine Masse zu bestimmen.
Gagné und das Forscherteam konnten zeigen, dass SIMP0136 mit der 13-fachen Jupitermasse an der Grenze zu den Eigenschaften eines braunen Zwergs ist, vor allem das kurzlebige Deuterium-Brennen im Kern eines Objekts trennt ihn von Planeten-ähnlichen Eigenschaften.
Frei fliegende Objekte mit Planeten-Masse sind wertvoll, weil sie den Gasriesen-Exoplaneten sehr ähnlich sind und auch Jupiter und Saturn in unserem eigenen Sonnensystem und ihre Atmosphären vergleichsweise einfach zu studieren sind. Die Beobachtung der Atmosphären von Exoplaneten, die in fernen Sternsystemen gefunden werden, ist eine Herausforderung, da das von den umlaufenden Exoplaneten emittierte schwache Licht von der Helligkeit ihrer Muttersterne überstrahlt wird, welches die Astronomen durch Abblenden des Sternenlichts sichtbar machen müssen.
„Die Bedeutung, dass der bekannte Objekt SIMP0136 eigentlich einem Planeten ähnlicher ist als wir bisher gedacht hatten, wird uns helfen, die Atmosphären von Riesenplaneten und deren Entwicklung besser zu verstehen“, sagte Gagné.
Diese frei schwebenden Welten sind vielleicht leichter zu studieren, aber sie sind sehr schwer zu entdecken, es sei denn, die Wissenschaftler verbringen sehr viel Beobachtungszeit am Teleskop, weil sie sich irgendwo am Himmel befinden können und sehr schwer von braunen Zwergen oder sehr kleinen Sternen zu unterscheiden sind. Aus diesem Grund haben die Forscher bisher nur eine Handvoll frei schwebender Planeten bestätigen können.
Étienne Artigau, Co-Autorin und Leitern der ursprünglichen Entdeckung von SIMP0136, fügte hinzu: “Dieses neueste Mitglied des sehr elitären Clubs von frei schwebenden Planeten ist besonders bemerkenswert, weil wir bereits sich schnell entwickelnde Wettermuster auf der Oberfläche von SIMP0136 entdeckten, als wir noch dachten, dass es ein brauner Zwerg wäre.“
Die Analyse einer Exoplaneten-Atmosphäre an einem frei schwebenden Objekt ist von größtem Interesse, da fern von der Helligkeit eines Muttersterns die Existenz von Wettermustern leichter zu beobachten ist.
11. Mai 2017/SP
Verein Kuffner-Sternwarte
