Braune Zwerge sind weder Planeten noch Sterne. Zwar weisen sie eine ähnliche chemische Zusammensetzung wie letztere auf – hauptsächlich Wasserstoff und Helium –, besitzen jedoch nicht genügend Masse, um in ihrem Inneren die energiespendende Fusion von Wasserstoff zu Helium zu zünden. Sie gelten daher als gescheiterte Sterne. Doch es gibt einen Weg, wie sie dennoch zu Sternen werden könnten – und zwar in Teamarbeit. Eine Gruppe um den Astronomen Samuel Whitebook vom California Institute of Technology (Caltech) berichtet in der Fachzeitschrift »The Astrophysical Journal Letters« von der Entdeckung zweier Brauner Zwerge, die sich so eng umkreisen, dass Materie von einem der Objekte auf das andere überströmt. Dadurch könnte entweder einer genug Masse für die Fusion gewinnen, oder beide verschmelzen miteinander und bilden gemeinsam einen echten Stern.

Das ZTF J1239+8347 getaufte Doppelsystem fiel dem Team bei der Durchmusterung von Archivdaten der Zwicky Transient Facility (ZTF) am Palomar Observatory auf. Es befindet sich im Sternbild Großer Bär (lateinisch: Ursa Major) in einer Entfernung von etwa 1000 Lichtjahren zur Erde. Spätere Untersuchungen ergaben die ungewöhnliche Natur des Systems: zwei Braune Zwerge mit 60 bis 80 Jupitermassen, die sich auf engstem Raum umkreisen. Tatsächlich ist der Abstand so gering, dass das gesamte System vollständig in den Raum zwischen Erde und Mond passen würde, eine Strecke von rund 380 000 Kilometern.

Der Empfänger hat einen Radius von etwa 1,2 Jupiterradien, während der Spender einen solchen zwischen 0,9 und 1,4 Jupiterradien aufweist. Aufgrund der Nähe befindet sich das Paar in einer doppelt gebundenen Rotation, das bedeutet, beide Partner weisen sich immer dieselbe Seite zu. Für einen vollständigen Umlauf um ihren Schwerpunkt benötigen sie lediglich 57,41 Minuten. Dabei »saugt« der eine Partner Materie vom Begleiter ab.

Anders als bei vielen Doppelsternsystemen, zeigt ZTF J1239+8347 jedoch keine Anzeichen einer Akkretionsscheibe; stattdessen trifft das Material direkt auf den Empfänger. Dabei heizt sich das Gas stark auf, sodass dieser Bereich Temperaturen von mehr als 8600 Grad Celsius erreicht – deutlich heißer als die sichtbare Oberfläche der Sonne. Starke Winde in der Atmosphäre ziehen den »Hotspot« zu einer glühenden Zone in die Länge.

Die mittlere Oberflächentemperatur des Empfängers liegt dagegen nur bei rund 1200 Grad, die des Spenders sogar unter 1000 Grad. Braune Zwerge lassen sich daher üblicherweise nur im nahen und mittleren Infrarot nachweisen. Die heiße Region hat jedoch so eine so hohe Temperatur, dass sie im blauen und ultravioletten Spektralbereich leuchtet. Infolge der schnellen Rotation bewegt sich der Hotspot alle 57,41 Minuten ins Sichtfeld – dabei steigt die Helligkeit im Visuellen um mehr als zwei Magnituden an. Nur deshalb konnte das System von optischen Teleskopen wie der ZTF aufgespürt werden.

Durch den stetigen Massengewinn könnte der Empfänger die kritische Masse für die Wasserstofffusion schließlich überschreiten und selbst zu einem Stern werden. Wahrscheinlicher ist jedoch, dass die Braunen Zwerge vorher zu einem einzigen Objekt mit einer Masse zwischen 120 und 160 Jupitermassen verschmelzen. Das entspricht zwar nur etwas mehr als 0,17 Sonnenmassen, liegt aber deutlich über der Grenze für die Wasserstofffusion; diese beträgt etwa 80 Jupitermassen. Da ZTF J1239+8347 relativ nahe zur Erde liegt, erwartet die Gruppe, dass das kommende Vera-Rubin-Observatorium weitere ähnliche Systeme entdecken wird – auch mit dem James-Webb-Weltraumteleskop sind Beobachtungen geplant.