Astronomen wiegen kältesten Braunen Zwerg

Der arme Braune Zwerg. So gerne wäre er ein echter Stern. Mit einer Masse von nur 3% der Sonnenmasse, besitzen Braune Zwerge nicht dem Gravitationsdruck, der für den Start der Fusionsprozesse in ihrem Kern notwendig wäre. Anstelle von hell leuchtenden Objekten, sind sie dunkle, kleine Sterne, die für Äonen vor sich hin dampfen. Da sie so klein und dunkel sind, ist es fast unmöglich sie zu finden, geschweige denn zu wiegen. Aber genau das hat jetzt ein Team von Astronomen geschafft. Sie sammelten genaue Messungen der kleinesten bisher beobachteten Masse, eines frei fliegenden Objektes.

Rechts: Infrarot Bild des sehr kalten Binärsystems 2MASS 1534-2952AB, das aus zwei Methan Braunen Zwergen besteht. Credit: Dr. Michael Liu (Institute for Astronomy, University of Hawaii).

Wenn es darum geht ein Stern zu sein, ist Masse alles. Unter einem bestimmten Punkt - der etwa bei 7% der Sonnenmasse liegt - hat er nicht genug Druck, um die Nukleare Fusion in seinem Kern zu starten. Während die Temperatur unserer Sonne fast 6.000 Kelvin beträgt, sind Braune Zwerge mit 700 Kelvin nur etwas heißer als ein Ofen. Ein typischer Brauner Zwerg gibt 1/300.000 der Energie unserer Sonne ab. Wie gesagt, kalt und schwer zu finden. 

Der genaueste Weg eine Masse zu bestimmen, ist die Suche nach einem Binärobjekt, dort wo ein Brauner Zwerg ein anderes Objekt umkreist. Dies kann etwa ein Stern mit höherer Masse, oder auch ein anderer Brauner Zwerg sein. Astronomen von Hawaii und Australien haben nun genau dies getan.

Denken Sie zurück an den Physikunterricht in der Schule. Johannes Keppler hat im 17. Jahrhundert als erster bewiesen, dass die Gesamtmasse jedes Binärsystems, durch die präzise Messung der Umlaufzeiten und Größe der Umlaufbahnen bestimmt werden kann. Wenn man die Umlaufperiode genau messen kann, ist die Masse einfach zu berechnen.  

Links: Infrarot Bild des Binärsystems HD 130948BC (oben links, in einer Umlaufbahn um einen sonnen-ähnlichen Stern herum, dem man unten rechts erkennt.)Credit: Mr. Trent Dupuy and Dr. Michael Liu (Institute for Astronomy, University of Hawaii)

Die Messung dieser Umlaufperiode war der Trick. Trent Dupuy vom University of Hawaii's Institute for Astronomy sagt, "dies sind sehr anspruchsvolle Messungen, weil Binärsysteme von Braunen Zwergen nur eine winzige Trennung haben und sich einander sehr langsam umkreisen. Wir benötigten die schärfsten Messungen, die mit aktuellen Teleskopen möglich sind, um ihre Bewegung präzise zu messen."

Sie sammelten die Daten mit dem 10-Meter Keck II Teleskop auf der Spitze von Hawaiis Mauna Kea. Das Keck II ist mit einer adaptiven Optik ausgestattet, die für diese Aufgabe perfekt geeignet ist.

Das Team bestimmte die Masse von zwei Binärsystemen, die aus Braunen Zwergen bestanden. Eines bestand aus zwei "Methan" Braunen Zwergen - den kältesten Braunen Zwergen die man kennt. Die Gesamtmasse der beiden Objekte betrug 6% der Sonnenmasse, also wog jeder der Braunen Zwerge 3% der Sonnenmasse. Das andere Paar bestand aus zwei wärmeren, "staubigen" Braunen Zwergen, mit insgesamt 11% der Sonnenmasse.

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Credit: IFA News Release
 
Editor: Frank Erhardt (Astrolabium.Net)