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Astro-Meteorolgie : Die Wetterkarte vom Braunen Zwerg

  • -Aktualisiert am

Künstlerische Darstellung des Braunen Zwerges Luhman 16B, rekonstruiert aus Beobachtungen mit dem Very Large Telesope Bild: Eso/I. Crossfield

Eine dicke Wolkendecke aus Wasserstoff und heftige Regengüsse von flüssigem Eisen, das sind die Wetterverhältnisse, die auf Luhman 16B in sechs Lichtjahren Entfernung herrschen.

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          Will man einmal wirkliches „Schietwetter“ erleben, muss man eine Reise nach „Luhman 16B“ wagen. Der im März 2013 entdeckte Braune Zwerg ist von der Erde auch nur 6,5 Lichtjahre entfernt. Nur zwei Sternsysteme sind uns näher. Einmal dort angekommen, könnte der Raumfahrer Temperaturen um die tausend Grad und Regengüsse aus flüssigem Eisen in einer Atmosphäre aus Wasserstoff genießen. Das zeigt die „Wetterkarte“, die Forscher des Max-Planck-Instituts für Astronomie in Heidelberg kürzlich vorgestellt haben.

          Mit Hilfe der Teleskope und Spektrografen der Europäischen Südsternwarte (Eso) in Chile ist den Forschern um Ian Crossfield und Beth Biller gelungen, die Wolken auf Luhman 16B abzubilden - eine bislang einmalige Leistung bei einem Himmelskörper außerhalb des Sonnensystems. Sie konnten außerdem auch tiefere Atmosphärenschichten auf Luhman 16B und seinem Begleiter, Luhman 16A, untersuchen.

          Dopplereffekt liefert Wolkenkarte

          Als Braune Zwerge sind Luhman 16A und B „verhinderte Sonnen“ - sie sind einerseits zu klein, um in ihrem Innern die Fusion von Wasserstoffkernen zu zünden, andererseits aber erheblich größer als Planeten. Braune Zwerge fristen ihr Dasein als unscheinbare Himmelsobjekte und lassen sich meist nur aufgrund ihrer Wärmestrahlung aufspüren. Wie Gasplaneten besitzen sie zwar keine feste Oberfläche, dafür aber eine dichte Atmosphäre mit einem komplexen Wettergeschehen. Während Luhman 16A von einer Gasschicht gleichmäßig umhüllt ist, zeigt die Atmosphäre seines Begleiters im Laufe seiner Rotationsperiode ausgeprägte Helligkeitsvariationen. Ähnliches hatten Wissenschaftler zwar schon zuvor mit den Weltraumteleskopen Hubble und Spitzer bei einer Reihe anderer Brauner Zwerge festgestellt und als die Auswirkungen großräumiger Wolkenstrukturen interpretiert.

          Aus Beobachtungen mit dem VLT rekonstruierte Oberflächenkarte von Luhman 16B.

          Mit Luhman 16B praktisch vor der Haustüre konnten Crossfield und seine Kollegen aber nun erstmals ein ausgefeiltes Verfahren anwenden, um mehr über diese Wolken in Erfahrung zu bringen. Wie die Forscher in der Zeitschrift  „Nature“ und in den Astrophysical Journal Letters“ berichten, analysierten sie dazu die von den Wolken ausgehende Strahlung einmal auf der Seite des Himmelskörpers, die sich infolge seiner Rotation auf den Beobachter zubewegt, und einmal auf der gegenüberliegenden, sich entfernenden Seite. Die unterschiedliche Bewegung sorgt dafür, dass die Wärmestrahlung eine Dopplerverschiebung erfährt, und zwar einmal in Richtung kürzerer, und einmal in Richtung längerer Wellenlängen. Durch die sorgfältige Analyse dieser Wellenlängenverschiebungen konnten die Forscher die Längen- und Breitengrade der Wolken bestimmen und so eine Karte der Wolkenverteilung erstellen.

          Astrowetter im Videofilm

          Mit den Satellitenbildern von der Erde lässt sich diese Karte nur bedingt vergleichen, denn es handelt sich nicht um eine Fotografie, sondern um eine Projektion der spektrografischen Daten - die zudem noch mit einer gewissen Ungenauigkeit behaftet ist. Dennoch liefert sie einen ersten Eindruck, wie ein Brauner Zwerg aus der Nähe aussehen könnte. Mit weiteren Beobachtungen wollen die Astronomen mehrere Karten jetzt zu einem „Wetterfilm“ zusammensetzen, mit dem die Entstehung und Entwicklung der Wolken studiert werden kann. Später soll die Dopplermethode helfen, das Wetter auf fremden Planeten zu erforschen.

          Dazu aber werden wohl erst künftige Großteleskope imstande sein, meint Crossfield: Im Gegensatz zu Braunen Zwergen kommen Planeten nicht isoliert im All vor, sondern als Begleiter heller Sterne, deren Licht das schwache Glimmen der Planeten überstrahlt.

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