Die dunklen Zwillinge

Braune Zwerge sind echte Rekordjäger: Nicht nur halten sie den Titel als die leichtesten und kleinsten Objekte unter den Sternen und Fast-Sternen, kürzlich entpuppte sich ein Paar von ihnen auch noch als die kältesten und dunkelsten „Funzeln“, die das Universum zu bieten hat. Das stellten Astronomen im Jahr 2008 mit Hilfe der hochauflösenden Infrarotsensoren des NASA-Weltraumteleskops Spitzer fest.

So könnten die dunkelsten sternenähnlichen Objekte im All aussehen: Das Zwillingssystem 2MASS J09393548-2448279 aus zwei Braunen Zwergen würde im sichtbaren Licht dunkelmagenta erscheinen, wegen ihrer extrem niedrigen Teperaturen von 565 bis 635 Kelvin, aber auch wegen der Präsenz von Wasser, Ammoniak und Methan in ihrer Atmosphäre. © NASA/JPL-Caltech

Kältestes Objekt im Sternenreich

Der Braune Zwerg mit der unaussprechlichen Bezeichnung „2MASS J09393548-2448279“ war seit 1999 bekannt und damit eigentlich ein „alter Hut“. Doch Davy Kirkpatrick und seine Kollegen vom Infrarot-Auswertungszentrum der NASA am California Institute of Technology nahmen sich den Zwerg trotzdem noch einmal vor, denn sie wollten seine Helligkeit genau berechnen. Dafür ermittelten sie zunächst seine Temperatur: 565 bis 635 Kelvin ergaben die Messungen – das ist zwar hunderte von Grad heißer als der Jupiter, aber für einen Stern und selbst für einen Braunen Zwerg extrem kalt.

Um nun die Helligkeit zu berechnen, mussten die Astronomen zunächst die genaue Entfernung des Braunen Zwergs von der Erde ermitteln, indem sie seine Bewegung gegenüber dem Hintergrund weiter entfernter Sterne maßen. Nach drei Jahren der Beobachtung mithilfe des Anglo-Australian Observatory stand fest: 2MASS 0939 liegt nur 17 Lichtjahre von der Erde entfernt in Richtung der Konstellation Antlia.

Zwei „Funzeln“ statt einer

Aber etwas passte nicht zusammen: Der Braune Zwerg war doppelt so hell, wie es die Entfernung und die Temperaturdaten des Spitzer-Teleskops erwarten ließen. Das Objekt hätte eigentlich die doppelte Oberfläche besitzen müssen, damit die Daten passten. Und wie sich schnell herausstellte, war genau das auch der Fall: Denn es handelt sich bei 2MASS 0939 nicht um einen, sondern um gleich zwei Braune Zwerge, die sehr nahe beieinander standen. Jeder von ihnen strahlt nur mit einem Millionstel der Sonnenstrahlung und im Bereich des sichtbaren Lichts sogar nur mit einem Milliardstel.

„Die beiden Objekte sind die ersten, die die Grenze von einem Millionstel der Sonnenstrahlkraft brechen“, erklärt Adam Burgasser vom Massachusetts Institute of Technology in Cambridge. „Diese beiden Braunen Zwerge sind damit die funzeligsten stellaren Glühbirnen am Himmel, die wir kennen. Und wie energiearme Glühbirnen emittieren auch sie einen Großteil ihres Lichts in einem engen Wellenlängenbereich, in diesem Fall dem Infrarot-Bereich.“

Der „heilige Gral“

Nach Ansicht der Forscher könnte es sogar noch weitaus lichtschwächere Braune Zwerge im Kosmos geben, die meisten sind jedoch zu dunkel, um sie mit den heutigen Instrumenten zu finden. „Der heilige Gral beim Erforschen der Braune Zwerge ist es herauszufinden, wie weit nach unten sie in Bezug auf Temperatur, Masse und Helligkeit reichen”, so Kirkpatrick. „Denn das erzählt uns mehr darüber, wie Braune Zwerge sich bilden und entwickeln.“

Im Mai 2007 sorgte der Braune Zwerg 2MASS1207-3932 für Furore. Astronomen am Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte auf dem Paranal in Chile entdeckten, dass der junge Braune Zwerg eine Fontäne von Materie weit ins All hinaus schleudert – bis zu einer Milliarde Kilometer reichen diese Jets. In ihnen werden Staub und Gase bis auf eine Geschwindigkeit von mehreren Kilometern pro Sekunde beschleunigt. In seinem Verhalten gleicht der Zwerg mit der 24-fachen Masse des Jupiter damit sehr jungen Sternen, ist aber das mit Abstand kleinste Objekt im Weltall, bei dem so etwas nachgewiesen werden konnte. © ESO

Die Zukunft bleibt spannend

Bisher haben diese „Erzählungen“ der kosmischen Zwerge immerhin ausgereicht, um gleich mehrere Schubladen im astronomischen Ordnungssystem zu sprengen und neue Kategorien zu erzwingen. Und noch immer stellt nahezu jede weitere Entdeckung die herkömmlichen Vorstellungen aufs Neue in Frage. Die Astronomen erwarten in den nächsten Monaten und Jahren hier noch einiges an Turbulenzen, vor allem dank der stetig sich verbessernden Teleskop- und Detektortechnik, die immer tiefere Einblicke in den Kosmos ermöglicht .

Mehr Informationen erhoffen sich die Astronomen unter anderem von dem seit Dezember 2009 in der Erdumlaufbahn kreisenden „Wide-Field Infrared Survey Explorer“-Observatorium (WISE). Das hochauflösende Infrarot-Teleskop ist so auflösungsstark, dass es Braune Zwerge, Planemos und Ähnliches aufspüren kann, die zu kalt für alle bisher existierenden Teleskope waren. So könnte es im Umkreis von 75 Lichtjahren um die Erde ohne Probleme jupitergroße Objekte finden, deren Temperaturen nur bei rund 450 Kelvin liegen. Selbst extrem kalte Objekte von nur noch 150 Kelvin entdeckt WISE immerhin noch bis zu einer Entfernung von zehn Lichtjahren.

Nadja Podbregar
Stand: 07.05.2010