Ältester Brauner Zwerg der Milchstraße entdeckt
Redaktion
/ Pressemitteilung des Astrophysikalischen Instituts Potsdam astronews.com
17. Februar 2009
Ein deutsches Forscherteam hat die Entfernung von
Himmelskörpern gemessen, die zu den kältesten und ältesten Objekten in unserer
Galaxie gehören. Mithilfe der Teleskope und Instrumente der Calar-Alto-Sternwarte
in Spanien gelang es ihnen die Zahl dieser Objekte, deren Entfernung durch
direkte Messung bestimmt worden ist, mehr als zu verdoppeln. Dabei entdeckten
sie den ältesten bekannten Braunen Zwerg der Milchstraße. Er ist rund zehn
Milliarden Jahre alt.
Der älteste Braune Zwerg, 2MASS 1626+3925, auf
einer Infrarot-Aufnahme des 3,5-Meter-Teleskops
des Calar-Alto-Observatoriums.
Bild: Calar-Alto-Observatorium / ARI /
AIP |
Spiralgalaxien, zu denen auch unsere Galaxis gehört, besitzen eine Reihe
charakteristischer Merkmale. Die auffälligste Komponente ist eine flache Scheibe, in
der Sterne und Gas graziös geschwungene Spiralarme ausbilden. In der Mitte
befindet sich ein sphäroider Kern in Form einer zentralen Ausbeulung (der
sogenannte Bulge), der
aus einer dichten Ansammlung von Sternen besteht. Die beschriebenen Strukturen
umgibt ein sphärischer Halo, der sich nur schwer erkennen lässt, weil die
Sterndichte dort sehr gering ist.
Doch für die Astronomen ist der galaktische Halo äußerst interessant,
finden sich doch hier die ältesten Sterne der Milchstraße.
Diese haben einen deutlich geringeren
Anteil an schweren Elementen als etwa unsere Sonne und gehören zur zweiten Sternengeneration des Universums, die vor
etwa zehn Milliarden Jahren entstanden ist. Sie sind demzufolge Zeugen einer Epoche,
die lange vor die Entstehung unseres Sonnensystems zurückreicht.
Sterne aus dem
Halo durchqueren (zumeist mit hohen Geschwindigkeiten) die galaktische Scheibe,
in der sich auch die Sonne befindet. Deshalb lassen sich einige von ihnen auch in
unmittelbarer Nähe unseres Sonnensystems finden.
Die Mehrzahl der bisher bekannten Sterne des galaktischen Halos findet sich in
den bekannten Kugelsternhaufen. In den letzten Jahren haben sich jedoch
auch die
Kenntnisse über alte galaktische Halosterne verbessert, die sich außerhalb solcher
Kugelhaufen befinden. Dabei wurden Sterne entdeckt, deren Masse von
zehn Sonnenmassen bis hinunter zu wenigen Zehnteln der Sonnenmasse reicht,
was beweist, dass sich die Ergebnisse von Sternentstehungsprozessen vor zehn
Milliarden Jahren nicht wesentlich von den Sternentstehungsprodukten
unterscheiden, die gegenwärtig in der Galaxis entstehen.
Entstanden aber damals auch Braune Zwerge, also substellare Objekte,
die nicht massereich genug waren, um das nukleare Feuer in ihrem Inneren
zünden zu können? Leicht zu finden sind diese Objekte wegen ihrer
geringen Leuchtkraft nicht. Innerhalb der galaktischen Scheibe kennt man
aber inzwischen immerhin mehrere Hundert
jüngere Braune Zwerge. Für Braune Zwerge im Halo verfügte man bislang nur über eine Handvoll
Kandidaten
Waren dies aber wirklich alte Braune Zwerge? Elena Schilbach und Siegfried Roeser vom Zentrum für Astronomie der Universität
Heidelberg (ZAH) und Ralf-Dieter Scholz vom Astrophysikalischen Institut Potsdam
(AIP) wollten es genauer wissen und haben sich diese Kandidaten mit der Infrarotkamera
Omega 2000, die am
3,5-Meter-Teleskop des Calar-Alto-Observatoriums in Spanien montiert ist, näher
angesehen.
Ziel der Forscher war es, die Entfernung dieser
Objekte zur Sonne auf direktem Wege zu messen, um so den tatsächlichen Energie-Output der
potentiellen Braunen Zwerge festzustellen.
Zu diesem Zweck wurden die in Frage kommenden Kandidaten über Jahre hinweg in
regelmäßigen Abständen anvisiert, um ihre Entfernung direkt - durch Bestimmung
der trigonometrischen Parallaxe - zu ermitteln. Eine äußerst
anspruchsvolles Verfahren - gerade für entferntere Objekte.
In Zusammenarbeit mit den Mitarbeitern der Sternwarte wurde jeder Kandidat
im Laufe von dreieinhalb Jahren etwa zwanzigmal beobachtet. Doch der
Aufwand lohnte sich, wie die anschließende Analyse der Daten ergeben
hat: Von den zehn beobachteten Objekten wiesen sechs eine äußerst geringe
Häufigkeit an schweren Elementen auf. Und auch die übrigen vier hatten
noch eine deutlich geringere Häufigkeit an diesen Elementen als unsere
Sonne.
Bei
einem der Objekte, dem Halo-Objekt
2MASS 1626+3925, erwies sich die stellare Aktivität als derart schwach, dass es
sich nur um einen Braunen Zwerg handeln kann. Damit ist dieses Objekt der älteste bekannte Braune Zwerg
der Milchstraße. Dieser Fund krönt ein Projekt, mit dem Pionierarbeit geleistet
wurde. "Nie zuvor sind trigonometrische Parallaxen in Bezug auf
Hintergrundgalaxien im Infraroten direkt gemessen worden," so Schilbach.
Daher werden die Astronomen auch weitermachen und erwarten schon in naher Zukunft neue aufregende Ergebnisse.
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