Braune Zwerge und sehr massearme Sterne sind alles andere als selten: Viele
Hunderte dieser Objekte sind den Astronomen bekannt und trotzdem weiß man über
einige fundamentale Eigenschaften wie Masse und Temperatur dieser Sterne relativ
wenig. Dabei sind gerade diese massearmen Sonnen für das Verständnis der
Sternentstehung und -entwicklung von nicht unerheblicher Bedeutung, stellen sie
doch in gewisser Weise den Übergang von massereichen Planeten wie etwa Jupiter
zu richtigen Sternen dar. Hauptproblem beim Studium dieser massearmen Objekte
ist, dass man - im Gegensatz zu den massereicheren Sternen wie etwa unsere Sonne
- keine eindeutige Beziehung zwischen ihrer Leuchtkraft und ihrer Masse
herstellen kann. So hängen Oberflächentemperatur und Leuchtkraft bei den so
genannten "sehr kühlen Zwergsternen" sowohl von ihrem Alter als auch von ihrer
Masse ab.
Von daher ist die unabhängige Bestimmung der Masse eines solchen sehr
massearmen Sterns für die Theoretiker ein wichtiges Anliegen. Und dies gelingt
am besten in einem Doppelsternsystem: Vier Jahre lang hat deswegen ein
internationales Team von Astronomen die leistungsfähigsten Teleskope der Welt
benutzt, um ein Sternsystem mit dem recht unhandlichen Namen 2MASSW
J0746425+2000321 in einer Entfernung von 40 Lichtjahren zu beobachten. Sie
verfolgten die Bewegung dieser beiden Sterne am Himmel, was sich allerdings
leichter anhört als es ist - um dies zu schaffen, muss man eine Auflösung von
0,13 bis 0,22 Bogensekunden erreichen, was in etwa der Größe einer 1-Euro-Münze
in 25 Kilometern Entfernung entspricht.
Von der Erde aus ist dies in der Regel unmöglich, da die Unruhe in der
Erdatmosphäre so hohe Auflösungen verhindert. Allerdings verfügen moderne
Großteleskope wie das Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte
in Chile über eine so genannte Adaptive Optik, die es erlaubt die Unruhe der
Luft quasi herauszufiltern. Die Qualität der Bilder kann sich dadurch durchaus
mit denen von Weltraumteleskopen messen. So gelang es den Astronomen, den Orbit
der Sterne über einen Zeitraum von vier Jahren zu verfolgen: Sie errechneten aus
den Beobachtungen, dass die Sterne für einen Umlauf umeinander zehn Jahre
benötigen, allerdings nur 2,5 Astronomische Einheiten voneinander entfernt sind,
also die 2,5-fache Entfernung der Erde von der Sonne. Daraus ließ sich die
Gesamtmasse des Systems ableiten, die weniger als 15 Prozent der Sonnenmasse
betragen muss.
Zudem fanden die Astronomen heraus, dass die beiden Sterne in etwa die gleiche
Oberflächentemperatur haben: rund 1.500 Grad Celsius. Für einen Stern ist dies
in der Tat extrem kühl, unsere Sonne ist an der Oberfläche mehr als drei Mal
heißer. Sie errechneten zudem, dass die Sterne mit 500 bis 1.000 Millionen
Jahren recht jung sein müssen und der massereichere Partner eine Masse von 7,5
bis 9,5 Prozent der Sonnenmasse hat, während der zweite Stern fünf bis sieben
Prozent der Sonnenmasse aufweist. Damit handelt es sich bei dem masseärmeren
Stern um einen Braunen Zwerg, also um einen Stern, der nicht über genügend Masse
verfügt, um sein nukleares Feuer zu zünden.
Das System 2MASSW J0746425+2000321 besteht also aus einem Braunen Zwerg, der
einen sehr kühlen Zwergstern umkreist und ist damit ein extrem wertvolles Objekt
für das Studium dieser massearmen Übergangsphase zwischen Planeten und Sternen.
Die Wissenschaftler sind sich sicher, dass zukünftige Beobachtungen weitere
wichtige Informationen liefern werden.
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ESO, Europäische Südsternwarte |