Zwei bizarre Braune Zwerge mit Hilfe von Bürgerwissenschaftlern entdeckt

Mit Hilfe von Bürgerwissenschaftlern haben Astronomen zwei höchst ungewöhnliche Braune Zwerge entdeckt, Objekte die nicht genug Masse haben um Wasserstofffusion in Gang zu setzen.

Die Teilnehmer des von der NASA finanzierten Citizen Science Projekts „Backyard Worlds: Planet 9“ halfen den Wissenschaftlern dabei, diese bizarren Objekte zu finden. Dabei verwendeten sie Daten vom Near-Earth Objekt Wide Field Infrared Survey Explorer (NEOWISE) sowie Beobachtungen des gesamten Himmels, die unter dem früheren Namen WISE zwischen 2009 und 2011 gesammelt wurden.

Wissenschaftler nennen die neu entdeckten besonders kühlen Objekte „die ersten extremen T-Typ Unterzwerge.“ Sie haben ungefähr die 75-fache Jupitermasse und sind etwa 10 Milliarden Jahre alt. Diese beiden Objekte sind die einem Planeten ähnlichsten Braunen Zwerge, welche bisher in der ältesten Sternpopulation der Milchstraße gefunden wurden. In ihren Atmosphären entsteht wie bei Jupiter Methan.

Astronomen hoffen, mit diesen Braunen Zwergen mehr über Exoplaneten zu erfahren, weil durch die gleichen physikalischen Prozesse sowohl Planeten als auch Braune Zwerge entstehen könnten.

„Diese beiden speziellen Braunen Zwerge ähneln alten Exoplaneten so sehr, dass sie uns helfen, die Physik der Exoplaneten zu verstehen“, sagte Astrophysiker Marc Kuchner, der verantwortliche Wissenschaftler von Backyard Worlds: Planet 9 und Citizen Science Officer des NASA Science Mission Directorate. Kuchner ist außerdem Astrophysiker am Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland.

Die beiden speziellen Braunen Zwerge haben sehr ungewöhnliche Zusammensetzungen. Bei bestimmten Wellenlängen des Infrarotlichts sehen sie aus wie andere Braune Zwerge, bei anderen Wellenlängen ähneln sie jedoch keinem der Sterne oder Planeten, die bisher beobachtet wurden.

Wissenschaftler waren überrascht zu sehen, dass sie sehr wenig Eisen enthalten, was bedeutet, dass sie sich nicht wie alte Sterne Eisen aus Sterngeburten oder aus Stern-Todesfällen einverleibt haben. Ein typischer Brauner Zwerg hätte bis zu 30-mal mehr Eisen und andere Metalle als diese neu entdeckten Objekte. Einer dieser Braunen Zwerge scheint nur etwa 3% von dem Eisen zu haben, das unsere Sonne besitzt. Wissenschaftler erwarten, dass auch sehr alte Exoplaneten einen niedrigen Metallgehalt haben.

„Eine zentrale Frage bei der Untersuchung von Braunen Zwergen und Exoplaneten ist, in wieweit die Planetenbildung von der Anwesenheit von Metallen wie Eisen und anderen Elementen abhängt, die von mehreren früheren Sterngenerationen gebildet wurden“, sagte Kuchner. „Die Tatsache, dass sich diese Braunen Zwerge mit so geringem Metallgehalt gebildet zu haben scheinen, legt nahe, dass wir vielleicht intensiver nach alten, an Metallen armen Exoplaneten suchen sollten, oder nach Exoplaneten, die alte an Metall arme Sterne umkreisen.“

Eine Studie im Astrophysical Journal beschreibt diese Entdeckungen und deren mögliche Auswirkungen. Sechs Bürgerwissenschaftler sind als Mitautoren der Studie aufgelistet.

Wie Freiwillige diese extremen Braunen Zwerge fanden

Der Hauptautor der Studie, Adam Schneider von der School of Earth and Space Exploration der Arizona State University in Tempe, bemerkte 2016 erstmals einen der ungewöhnlichen Braunen Zwerge mit Namen WISE 1810, der sich jedoch in einem mit Sternen übersäten Bereich des Himmels befand und daher schwer zu bestätigen war.

Mit Hilfe eines Tools mit Namen WiseView, das von Dan Caselden, einem Bürgerwissenschaftler von Backyard Worlds: Planet 9 erstellt wurde, bestätigte Schneider, dass sich das Objekt, das er Jahre zuvor gesehen hatte, schnell bewegte. Dies ist ein guter Hinweis darauf, dass es sich bei diesem Objekt um einen nahe gelegenen Himmelskörper, wie einen Planeten oder Braunen Zwerg handeln muss.

„WiseView scrollt wie ein Kurzfilm durch Daten“, sagte Schneider, „damit leichter zu sehen ist, ob sich etwas bewegt oder nicht.“

Der zweite ungewöhnliche Braune Zwerg, WISE 0414, wurde von einer Gruppe von Bürgerwissenschaftlern entdeckt, darunter waren auch Teilnehmer von Backyard Worlds: Paul Beaulieu, Sam Goodman, William Pendrill, Austin Rothermich und Arttu Sainio.

Die Bürgerwissenschaftler, die WISE 0414 fanden, haben hunderte von mit WISE aufgenommenen Bildern nach beweglichen Objekten durchsucht, die am besten mit dem menschlichen Auge erkannt werden können.

„Die Entdeckung dieser beiden Braunen Zwerge zeigt, das von der Wissenschaft Begeisterte zum wissenschaftlichen Prozess beitragen können“, sagte Schneider. „Durch Backyard Worlds können tausende von Menschen zusammenarbeiten, um ungewöhnliche Objekte in der Umgebung der Sonne zu finden.“

Astronomen überprüften ihre physikalischen Eigenschaften und bestätigten, dass es sich tatsächlich um Braune Zwerge handelt. Die Entdeckung dieser beiden ungewöhnlichen Braunen Zwerge lässt darauf schließen, dass Astronomen in Zukunft möglicherweise mehr dieser Objekte finden könnten.

Über Backyard Worlds: Planet 9

Das laufende Projekt Backyard Worlds: Planet 9 ermöglicht es jedem, sich der Suche nach mysteriöseren Objekten in den Daten von Raumsonden anzuschließen. Bürgerwissenschaftler die dieses Projekt schon nutzten haben eine Fülle astronomischer Schätze entdeckt, darunter mehr als 1.600 Braune Zwerge und den ältesten und kältesten Weißen Zwerg, der von einer Trümmerscheibe umgeben ist.

Bisher haben rund 150.000 Menschen an diesem Projekt teilgenommen.

13. Juli 2020/SP
Verein Kuffner-Sternwarte