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Astrotaxonomie : Planet oder Brauner Zwerg?

  • -Aktualisiert am

Bilder des Hubble-Space-Teleskops (oben) und des Gemini-North-Teleskops (unten) vom 2M J044144-System Bild: NASA, ESA, and K. Todorov and K. Luhman (Pennsylvania State); (bottom images): Gemini Observatory/AURA and K. Todorov and K. Luhman (Pennsylvania State University)

Ein neu entdecktes Sternsystem im Stier führt vor Augen, dass die astronomische Grenzziehung zwischen Braunen Zwergen und Planeten nicht trennscharf ausfällt.

          2 Min.

          Was einen Planeten von einem Zwerg- oder gar einem Kleinplaneten unterscheidet – wobei der Zwerg- größer als der Kleinplanet ist –, hat die Internationale Astronomische Union im Jahr 2006 durch eine Definition festgelegt. Der Pluto ist dadurch offiziell zum Zwergplaneten herabgestuft worden. Auf die Frage, was einen Planeten von einem sogenannten Braunen Zwerg unterscheidet, gibt es dagegen bislang keine eindeutige Antwort. Das macht jetzt die Entdeckung eines Objekts mit der Masse eines Planeten deutlich, das einen solchen „verhinderten Stern“ umkreist.

          Sterne entstehen, wenn größere Gasansammlungen in interstellaren Gaswolken kollabieren und ihre Dichte dabei genügend steigt. Das Gas wird so weit komprimiert, dass im Zentrum Fusionsprozesse in Gang gesetzt werden und kleine Atomkerne zu größeren verschmelzen. Um diese Sterne herum formen sich zu Beginn Scheiben aus Gas und Staub, in denen Planeten entstehen können.

          Verhinderter Stern

          Haben die sich verdichtenden interstellaren Gasansammlungen zu wenig Masse, können sich nur Objekte bilden, in denen Fusionsprozesse gar nicht oder nur für kurze Zeit ablaufen. Diese Himmelskörper, die anders als ihre massereicheren Geschwister, die Sterne, nicht leuchten, werden Braune Zwerge genannt. Sie nehmen von der Masse her einen Platz zwischen den Sternen und den Planeten ein. Nach den bisherigen Vorstellungen sind sie so massereich wie 15 bis 75 Planeten der Größe Jupiters.

          Bei der Untersuchung von jungen Braunen Zwergen in einem 450 Lichtjahre von uns entfernten Sternentstehungsgebiet im Sternbild Stier hat eine Forschergruppe um Kamen Todorov von der Penn State University in University Park (Pennsylvania) zu ihrer Überraschung einen verhinderten Stern entdeckt, der einen kleinen Begleiter hat. Dieser weist, wie die Wissenschaftler in einem Beitrag für die kommende Ausgabe der Zeitschrift „The Astrophysical Journal“ berichten, fünf- bis zehnmal soviel Masse wie der Jupiter auf und umkreist den zentralen Braunen Zwerg mit der Bezeichnung 2M044144 in einem Abstand von etwa 3,6 Milliarden Kilometern. Das entspricht dem anderthalbfachen Abstand des Saturns von der Sonne. Der Braune Zwerg ist, wie seine spezifischen Daten verraten, rund eine Million Jahre alt. Älter kann der Begleiter also nicht sein. Eine Million Jahre hätte aber nach diversen Theorien nicht ausgereicht, einen Planeten zu gebären.

          Verschwimmende Grenzen

          Prinzipiell können Himmelskörper mit der Masse dieses Begleiters auf drei verschiedene Weisen entstehen. In der Gas- und Staubscheibe, die den jungen Braunen Zwerg umgibt, könnte sich allmählich Staub ansammeln, wodurch sich ein Gesteinsobjekt mit mindestens zehnfacher Jupitermasse bildet, das schließlich noch eine Gashülle erhält. Dieser Prozess wäre nach einer Million Jahren noch nicht abgeschlossen. Schneller könnte zwar in der Materiescheibe Gas zu einem Gasplaneten wie dem Jupiter kollabieren, aber für fünf bis zehn Jupitermassen reichte das Gas der Materiescheibe vermutlich nicht aus.

          Für die an der Untersuchung beteiligten Astronomen kommt nur die dritte Möglichkeit in Betracht. Der Begleiter hätte sich demnach wie der Braune Zwerg direkt durch Verdichtung aus der interstellaren Wolke gebildet. Es wäre also ebenfalls ein Brauner Zwerg und gar kein Planet. Die Konsequenz wäre, dass man Planeten nicht – wie man bislang geglaubt hat – allein von der Masse her von Braunen Zwergen unterscheiden könnte.

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