Es regnet Eisen auf dem Braunen Zwerg

31. Jänner 2014, 18:24
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Astrophysiker erstellten erstmals eine Wetterkarte der Gashüllen von zwei Braunen Zwergen in 6,5 Lichtjahren Entfernung - mit einem spektakulären Ergebnis

Wien/Heidelberg - Astronomen haben zum ersten Mal überhaupt das Klimageschehen auf einem Braunen Zwerg kartiert. Der entsprechende Wetterbericht klingt alles andere als erfreulich: Temperaturen von über 1000 Grad, Regen aus geschmolzenem Eisen und starke Bewölkung prägen die Atmosphäre des seltsamen Objekts.

Braune Zwerge füllen eine Lücke zwischen großen Gasplaneten und roten Zwergsternen. Mit mindestens 13 Jupitermassen reicht der Druck in ihrem Inneren nicht aus, um jene Wasserstoff-Fusion zu zünden, die Sterne zum Leuchten bringt. Stattdessen verleiht ihnen die Fusion von Deuterium allenfalls ein schwaches Glosen im Infrarotlicht, was ihre Beobachtung schwierig gestaltet.

Zwerge in der Nachbarschaft

Im März 2013 haben Astronomen mit dem Nasa-Infrarotteleskop Wise zwei Braune Zwerge in unmittelbarer Nachbarschaft zu unserer Sonne entdeckt. Die beiden als Luhman 16A und B benannten Objekte bilden ein Doppelsystem und liegen in nur 6,5 Lichtjahren Entfernung. Nur Alpha und Proxima Centauri und Barnards Stern sind noch näher an unserem Sonnensystem. Schon frühere Beobachtungen ließen erahnen, dass die Braunen Zwerge eine fleckige Oberfläche besitzen.

Nun aber gelangen einem Team um Ian Crossfield vom Max-Planck-Institut für Astronomie Aufnahmen, die weit darüber hinausgehen: Die Astronomen nahmen Luhman 16B mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (Eso) in Chile ins Visier und beobachteten auf seiner Oberfläche im Infrarotlicht helle und dunkle Regionen: turbulente Wolkenformationen, wie sie in ähnlicher Form auch unser Jupiter zeigt.

Damit lieferten die in den "Astrophysical Journal Letters" veröffentlichten Daten die ersten groben Wetterkarten eines planetenähnlichen Objekts außerhalb unseres Sonnensystems. Die Vorhersagen klingen allerdings reichlich ungemütlich: Bei Temperaturen von über 1000 Grad Celsius regnet es aus einer dichten Wasserstoffatmosphäre geschmolzenes Eisen und verschiedene Mineralien. Außerdem weisen helle Bereiche in Polnähe auf ein massives Wirbelsystem hin.

Eine zweite, im Fachjournal "Nature" publizierte Studie geht buchstäblich noch tiefer: Aus Beobachtungen der Helligkeitsveränderungen bei unterschiedlichen Wellenlängen rekonstruierten Beth Biller und ihr Team von der University of Edinburgh, was sich in verschiedenen Atmosphärenschichten von Luhman 16A und Luhman 16B abspielt. "Unsere Daten zeigen, dass das Wettergeschehen auf diesen Braunen Zwergen durchaus komplex ist. Die Wolkenstruktur variiert, je nachdem wie tief man in die Atmosphäre blickt - wir haben es definitiv mit mehr als einer einzigen Wolkenschicht zu tun", fasst Biller die Ergebnisse zusammen.

Zukünftig mehr Exometeorologie

Geht es nach den Astronomen, dann sind die spektakulären Beobachtungen von Luhman 16A und B erst der Anfang zukünftiger exometeorologischer Forschungen: Mit der nächsten Generation von Teleskopen wollen die Wissenschafter Oberflächenkarten von noch entfernteren Braunen Zwergen und jungen Gasplaneten anderer Sterne erstellen.

Besondere Hoffnungen setzen die Forscher dabei auf das European Extremely Large Telescope (E-ELT) der Eso mit seinem Spiegeldurchmesser von 39 Metern, das bis zum Jahr 2022 in der chilenischen Atacama-Wüste fertiggestellt werden soll. (Thomas Bergmayr, DER STANDARD, 1.2.2014)

  • Helle und dunkle Regionen auf Luhman 16B: Astronomen stellten die erste Wetterkarte eines Braunen Zwergs her.
    foto: eso / i. crossfield

    Helle und dunkle Regionen auf Luhman 16B: Astronomen stellten die erste Wetterkarte eines Braunen Zwergs her.

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