Bislang bester Kandidat für einen Braunen Protozwerg entdeckt

Braune Zwerge werden manchmal „verhinderte Sterne“ genannt. Sie entstehen aus interstellaren Wolken, wobei noch nicht eindeutig geklärt ist, ob der Entstehungsprozess ähnlich wie bei Sternen abläuft oder eher der Entstehung von Planeten ähnelt. Braunen Zwergen fehlt es an ausreichender Masse, damit in ihrem Inneren die für Sterne kennzeichnenden Kernfusionsreaktionen einsetzen können. In diesem Sinne sind sie verhinderte Sterne, besitzen aber auch einige charakteristische Eigenschaften von planetaren Gasriesen. Braune Protozwerge, also sehr junge Braune Zwerge, sind von entscheidender Bedeutung, um die Entstehungsprozesse dieser Objektklasse besser zu verstehen. Eine kürzlich durchgeführte Studie hat nun den besten bislang bekannten Kandidaten für einen Braunen Protozwerg ausfindig gemacht. Calar Alto hat mit entscheidenden Daten zu dieser Entdeckung beigetragen.

Die ersten Braunen Zwerge wurden 1995 entdeckt. Seitdem haben wir viel über diese Objekte gelernt, aber der Mechanismus (oder die Mechanismen) der Entstehung solcher „gescheiterten“ Sterne wird noch immer heiß diskutiert. Sterne wie auch Braune Zwerge entwickeln sich in ihren frühen Anfangsstadien sehr schnell, was es unwahrscheinlich macht, sie just im Geburtsprozess anzutreffen. Diese Schwierigkeit erhöht sich weiter dadurch, dass sehr junge Objekte noch eingebettet in den Gas- und Staubwolken liegen, aus deren Verdichtung sie sich bilden, und daher schlecht zu erkennen sind.

Nun hat eine internationale Forschergruppe unter der Leitung von David Barrado y Navascués vom Laboratorium für Stellare und Exoplanetare Astrophysik (LAEX) beim spanischen Zentrum für Astrobiologie (CAB), einer Gemeinschaftseinrichtung des spanischen Nationalen Instituts für Luft- und Raumfahrttechnik (INTA) und des Spanischen Wissenschaftsrates (CSIC), den besten bis heute bekannten Kandidaten für einen Braunen Protozwerg identifiziert. Begonnen hatte die Suche mit einer Auswertung der vom Infrarotweltraumteleskop Spitzer gelieferten Daten. Gesucht wurde nach Körpern mit geringer Leuchtkraft (weniger als ein Zehntel der Leuchtkraft der Sonne), die noch in dichte Nebelwolken gehüllt sind. Diese Suche führte zu einer Vorauswahl in Form einer vorläufigen Kandidatenliste. Barrado y Navascués räumt jedoch ein: „Wir sind uns darüber im Klaren, dass wir unbekannte Gefilde durchforsten und die Gefahr der Verwechslung mit extragalaktischen Quellen und weitgehend erloschenen Sterne besteht, die das Aussehen möglicher substellarer Objekte annehmen können.“ Aus diesem Grund führten die Wissenschaftler „sehr umfassende Nachbeobachtungen in verschiedenen Spektralbereichen“ durch.

Hierzu ließ man neben der Nutzung öffentlich zugänglicher Datenarchive auch neue, spezifische Beobachtungen zur Gewinnung von Multiband-Daten an diversen erdgebundenen Einrichtungen ausführen. Die Archivdaten stammten von Spitzer sowie aus den Himmelsdurchmusterungen 2MASS und CFHTLS, während bei den neuen Kampagnen das Radioteleskop des Instituts für Radioastronomie im Millimeterbereich (IRAM) in der Sierra Nevada bei Granada (Spanien), das Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte ESO auf dem Cerro Paranal in Chile, das Teleskop des Caltech Submillimeter Observatory (CSO) auf Hawaii (USA), das aus 27 Einzeltelekopen bestehenden Radioinferometer Very Large Array (VLA) in der Ebene von San Agustin in New Mexico (USA) sowie ein Teleskop unserer Sternwarte auf dem Calar Alto bei Almería (Spanien) zum Einsatz kamen. Die vom Calar-Alto-Observatorium (DSAZ) gelieferten Daten wurden im Jahr 2007 mit dem 3,5-m-Teleskop von Zeiss gewonnen, ausgerüstet mit der Infrarotkamera Omega 2000. Den Forschern zufolge waren „die Daten des DSAZ der Schlüssel zur Bestätigung der Natur des Objekts.“ Es handelt sich um räumlich hoch aufgelöste Bilder im nahen Infrarotbereich, die einen Stern zeigen, der sich als bester bisher bekannter Kandidat für einen Braunen Protozwerg erwiesen hat.

Das unter dem Namen SSTB213 J041757 bekannte Objekt liegt im Sternbild Stier innerhalb der Dunkelwolke Barnard 213, ca. 450 Lichtjahre (140 Parsecs) von der Erde entfernt. Anhand der Bilder vom Calar Alto konnte gezeigt werden, dass es sich tatsächlich um ein Doppelobjekt (Binärsystem) handelt und beide Partner Eigenschaften aufweisen, die auf Braune Protozwerge der Klasse I deuten.

Diese Arbeit lässt eine Reihe von Schlussfolgerungen zu. Was den Entstehungsmechanismus angeht, stellen die Forscher fest: „Wenn die Quelle wirklich mit einem Braunen Protozwerg in Verbindung steht, ließen sich aus unseren Beobachtungen starke Indizien dafür gewinnen, dass er sich nicht in der für Planeten typischen Weise, sondern in ähnlicher Form wie Sterne geringer Masse gebildet hat.“

Es braucht weitere Beobachtungen und noch viel Arbeit, um weitere Kandidaten für Braune Protozwerge zu finden und die Natur dieser ersten Exemplare endgültig abzuklären. Sicherlich wird uns das Forscherteam also in naher Zukunft neue aufregende Ergebnisse zu diesem Thema vorstellen können.

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Die in dieser Pressemitteilung dargestellte Forschungsarbeit wurde von der Zeitschrift Astronomy and Astrophysics im September 2009 zur Veröffentlichung angenommen. Als Autoren zeichnen den Artikel D. Barrado y Navascués, M. Morales-Calderón, Aina Palau, A. Bayo (alle LAEX-CAB, INTA-CSIC), I. de Gregorio-Monsalvo (ESO), C. Eiroa (UAM = Freie Universität Madrid), N. Huélamo (LAEX-CAB, INTA-CSIC), H. Bouy (IAC = Kanarisches Institut für Astrophysik), Ó. Morata (Academia Sinica / NTNU = Technisch-Naturwissenschaftliche Universität Norwegens) und L. Schmidtoreick (ESO)
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