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Substellare Objekte: Der bislang kälteste Braune Zwerg

Ein internationales Astronomenteam stieß beim roten Zwergstern Wolf 940 auf einen Begleiter mit einer Masse zwischen 20 und 30 Jupitermassen. Damit ist er zu massereich für einen Planeten und es sollte sich bei ihm um einen so genannten Braunen Zwerg handeln. Braune Zwerge enthalten nicht genug Masse, um als echter Stern zu leuchten. Erst ab etwa 80 Jupitermassen sind im Zentrum eines Gasballs Druck und Temperatur hoch genug, um die Fusion von Wasserstoff zu Helium zu erlauben, die Energiequelle der meisten Sterne.
Der rote Zwergstern Wolf 940 mit Begleiter | Rund 180 000 Jahre benötigt der Braune Zwerg Wolf 940B (rechts) für einen Umlauf um seinen Mutterstern Wolf 940A. Der Begleiter ist rund 440 Astronomische Einheiten entfernt, also die 440-fache Entfernung der Erde von der Sonne.


Nun sind Braune Zwerge eigentlich kaum noch etwas Besonders, aber Wolf 940B, so die Bezeichnung des Begleiters, ist an seiner Oberfläche nur etwa 300 Grad Celsius warm. Zwar würde die Temperatur fast noch dazu ausreichen, Blei zu schmelzen, aber selbst in unserem Sonnensystem werden auf den Oberflächen der Planeten Merkur und Venus deutlich höhere Werte erreicht.

Entdeckt wurde Wolf 940B im Rahmen einer Himmelsdurchmusterung im Infaroten. Für diese Durchmusterung setzte das Forscherteam unter der Leitung von Ben Burningham an der University of Hertfordshire das 3,8-Meter-United-Kingdom-Infrared-Telescope UKIRT auf dem Mauna Kea, Hawaii, ein. Der Name des Projekts ist UKIDSS, UKIRT Infrared Deep Sky Survey. Sein Ziel ist die Suche nach den kühlsten und leuchtschwächsten Galaxien in unserer nächsten intergalaktischen Umgebung.

Dabei ging den Forschern Wolf 940B als Zufallsfund ins Netz. Wolf 940B umkreist seinen Mutterstern in einem Abstand von 440 Astronomischen Einheiten (66 Milliarden Kilometer) und benötigt für eine Umkreisung 180 000 Jahre. Das Sternsystem Wolf 940 ist rund 40 Lichtjahre von uns entfernt. Dennoch ist durch seine geringe Oberflächentemperatur Wolf 940B auch im Infraroten extrem leuchtschwach und konnte daher nur mit einem lichtstarken Infrarottelekop entdeckt werden.

Die Spektren von Jupiter und Wolf 940B im Vergleich | Die Spektren der Riesenplaneten Jupiter (rot) und des Braunen Zwergs Wolf 940B (blau) im nahen Infraroten sind sich sehr ähnlich, ein Beleg für eine vergleichbare chemische Zusammensetzung.
Wolf 940B bietet einzigartige Möglichkeiten, die Atmosphären von Braunen Zwergen zu untersuchen. Außerdem lassen sich die Modelle über Entwicklung und das Auskühlen Brauner Zwerge mit der Realität vergleichen. Ein Vergleich der Spektren von Jupiter und Wolf 940B zeigt im Infraroten große Übereinstimmung, siehe Bild links.

Wolf 940 ist der 940. Eintrag des "Katalogs von 1053 stärker bewegten Fixsternen" des Heidelberger Astronomen Max Wolf aus dem Jahre 1919. In diesem Katalog listete Wolf Sterne mit hoher Eigenbewegung auf, die sich in unserem näheren interstellaren Umfeld befinden. Bei der überwiegenden Mehrzahl an Einträgen handelt es sich um rote Zwergsterne, den häufigsten Sterntyp in unserem Milchstraßensystem.

Tilmann Althaus

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