Eine wenig bekannte Kuriosität im Universum sind „Braune Zwerge“ – astronomische Objekte, die keine echten Sterne oder Planeten sind.
Braune Zwerge werden als „gescheiterte Sterne“ bezeichnet, da sie massereicher als Planeten sind, aber im Gegensatz zu Sternen nicht über genügend Masse verfügen, um in ihrem Kern eine Kernfusion aufrechtzuerhalten.
Jetzt haben Forscher den bisher heißesten bekannten Braunen Zwerg gefunden, der sogar heißer ist als unsere eigene Sonne und sich 1.400 Lichtjahre entfernt befindet.
Das Objekt mit der Bezeichnung WD0032-317B erreicht beeindruckende 8.000 Kelvin (7.727 °C oder 13.940 °F), weil es seinen Stern so nah umkreist.
Zum Vergleich: Die Oberflächentemperatur unserer Sonne beträgt etwa 5.778 Kelvin (5.498 °C oder 9.930 °F).
Ein Brauner Zwerg ist ein mysteriöses Objekt, das irgendwo zwischen einem Gasriesenplaneten und einem kleinen Stern liegt, aber nicht die Größe hat, um Wasserstoff zu verschmelzen, wie es ein Stern tun würde
Der Braune Zwerg WD0032-317B hat außerdem die bis zu 88-fache Masse des Jupiters – was ihn zu einem der massereichsten bekannten Braunen Zwerge und gleichzeitig zu den heißesten macht.
Er umkreist den gleichnamigen Stern WD0032-317, einen Weißen Zwerg – den heißen, dichten Überrest eines Sterns, der seinen gesamten Treibstoff verbrannt hat.
Eine neue Studie zu diesem Befund, geleitet von Na’ama Hallakoun am Weizmann Institute of Science in Israel, ist jetzt auf dem Preprint-Server arXiv verfügbar.
„Wir berichten über Beobachtungen, die einen extrem bestrahlten massearmen Begleiter des heißen Weißen Zwergs WD 0032−317 offenbaren“, heißt es.
„Mit einer Masse von etwa 75 bis 88 Jupitermassen ist dieses Objekt nahe der Wasserstoffverbrennungsgrenze möglicherweise einer der massereichsten bekannten Braunen Zwerge.“
Sogar einige Astronomen haben Schwierigkeiten, den mysteriösen Braunen Zwerg zu erkennen, der von der NASA als Bindeglied zwischen kleinen Sternen und Riesenplaneten beschrieben wird.
Braune Zwerge entstehen wie Sterne durch die Kontraktion von Gas, das unter der Kraft seiner eigenen Schwerkraft zu einem dichten Kern zusammenfällt.
Das ist anders als bei Planeten, die sich aus der Ansammlung übriggebliebener Trümmer dieser Sternentstehungen bilden.
Allerdings haben Braune Zwerge im Gegensatz zu Sternen nicht genug Masse, damit ihre Kerne Kernbrennstoff verbrennen und Sternenlicht ausstrahlen könnten (daher der Spitzname „gescheiterte Sterne“).
Braune Zwerge haben eine Masse zwischen den massereichsten Gasriesenplaneten und den masseärmsten Sternen – etwa das 13- bis 80-fache der Masse von Jupiter
Braune Zwerge sind zu groß, um Planeten zu sein, werden aber deshalb als „planetenähnlich“ beschrieben haben komplexe planetenähnliche äußere Atmosphären, einschließlich Wolken und Molekülen wie H2O.
Braune Zwerge umkreisen entweder einen Stern oder reisen isoliert umher, wobei angenommen wird, dass sie zu Beginn ihrer Entstehung aus ihrem Sternensystem ausgestoßen wurden.
Dieser besondere Braune Zwerg – WD0032-317B – benötigt nur 2,3 Stunden, um seinen Stern zu umkreisen, da er so nah an ihm ist, weshalb er so heiß ist – 8.000 Kelvin.
Der Stern WD0032-317 ist sogar noch heißer; Obwohl es nur 40 Prozent der Masse unserer Sonne hat, hat es eine Temperatur von etwa 37.000 Kelvin.
Der Stern wurde erstmals Anfang 2000 von einem Team beobachtet, das Daten des Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte untersuchte.
Damals hatten die Forscher festgestellt, dass etwas an dem Stern zog, was darauf hindeutete, dass er einen Begleitstern hatte, wie er in einigen Sonnensystemen zu sehen ist.
Allerdings haben Hallakoun und Kollegen nun herausgefunden, dass es sich um einen Braunen Zwerg und nicht um einen Begleitstern handelt, indem sie aus Teleskopdaten mehr Informationen über seine Masse, seine Umlaufzeit und seine Strahlung gewonnen haben.
Es ist außerdem gezeitengebunden, was bedeutet, dass immer die gleiche Seite seinem Stern zugewandt ist („die Tagseite“), während es kälter ist Die „Nacht“-Seite ist für immer dem Raum zugewandt („die Nachtseite“).
Seine Masse beträgt etwa 75 bis 88 Jupiter und er umkreist seinen Stern schnell, mit einer Periode von nur 2,3 Stunden (Bild aus der Arbeit des Teams).
Auf der einen Seite des Braunen Zwergs herrschen heiße Temperaturen von etwa 7.250 bis 9.800 Kelvin und auf der anderen Seite kühlere Temperaturen von etwa 1.300 bis 3.000 Kelvin.
Die Temperaturen auf der heißen Seite sind etwa 5.100 Kelvin heißer als bei jedem anderen bekannten Riesenplaneten.
Damit ist WD0032-317B der heißeste bekannte Braune Zwerg und heißer als jeder bekannte Planet.
Planeten, die in der Nähe heißer Sterne kreisen, sind intensiver extrem-ultravioletter Strahlung ausgesetzt, die möglicherweise zur Verdunstung der Atmosphäre und zum Verlust von Molekülen führt, was als „thermische Dissoziation“ bekannt ist.
Nur ein einziger bekannter ultraheißer Riesenplanet, KELT-9b, empfängt mit einer Tagestemperatur von etwa 4.600 Kelvin genügend ultraviolette Strahlung für die molekulare Dissoziation – bei weitem nicht die Tagestemperatur dieses Braunen Zwergs.
Insgesamt vermuten die Forscher, dass WD0032-317B und sein Stern Informationen darüber liefern könnten, wie heiße Sterne dazu führen, dass Begleitobjekte verdampfen.
Brauner Zwerg: Mindestens 13 Mal größer als Jupiter, aber nicht groß genug, um die Fusion zu starten
Man geht davon aus, dass Braune Zwerge das fehlende Bindeglied zwischen Planeten und Sternen sind und zwischen dem 13- und 80-fachen der Masse des Jupiters liegen.
Aber ihre Zentren sind nicht heiß oder dicht genug, um durch Kernfusion Energie von Wasserstoff zu Helium zu erzeugen, wie es bei Hauptreihensternen der Fall ist.
Braune Zwergsterne sind größer als Jupiter, aber kleiner als Sterne mit geringer Masse, die in der Lage sind, Wasserstoff zu Helium zu verschmelzen und die Fusion über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten
Im Gegensatz zu einer Riesenanlage können sie zwar die traditionelle Fusion nicht aufrechterhalten, sind aber in der Lage, ein schweres Wasserstoffisotop, Deuterium genannt, zu Helium zu verschmelzen.
Es wird angenommen, dass eine Galaxie von der Größe der Milchstraße bis zu 100 Milliarden Braune Zwerge enthalten könnte, von denen viele im interstellaren Raum umherwandern.
Selbstleuchtende Objekte wie Sterne erhalten eine Buchstabenkategorie basierend auf ihrer Oberflächentemperatur – mit 0 für den hellsten und heißesten Stern, über B, A, F, G, K bis hin zu M für den kühlsten Hauptreihenstern.
Astronomen fügten außerdem L, T und Y für Sterne vom Typ Roter Zwerg und Brauner Zwerg sowie eine Reihe anderer Klassifizierungen für ungewöhnliche Sterntypen hinzu.
Im Laufe seines Lebens durchläuft ein Brauner Zwerg die M-, L-, T- und Y-Achsen, da diese keine stabile Fusion durchlaufen und sich daher mit der Zeit abkühlen.
Mit bloßem Auge erscheinen sie je nach Entwicklungsstadium in verschiedenen Farben.
Die wärmsten könnten orange oder rot und die kühlsten magenta erscheinen und könnten Schichten wie Jupiter aufweisen oder ein einheitliches Aussehen haben.