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Planetensysteme: Federgewicht im All

Im Sternbild Chamäleon entstehen Planeten in Nachbarschaft eines Braunen Zwergsterns - an sich nicht besonders ungewöhnlich. Das Gestirn ist jedoch so winzig, dass es seinerseits als Planet durchgehen könnte.
Sonnensystem im MiniformatLaden...
Welchen Namen soll das Kind haben? Diese Frage stellen sich auch der amerikanische Astronom Kevin Luhman von der Pennsylvania-State-Universität und seine Forscherkollegen. Gemeinsam haben sie den bislang kleinsten bekannten Braunen Zwergstern entdeckt, in dessen Umgebung Planeten entstehen. Das Winzgestirn mit der Bezeichnung Cha 110913-773444 liegt 500 Lichtjahre entfernt im Sternbild Chamäleon und ist lediglich achtmal so schwer wie der Jupiter. Zum Vergleich: Die Sonne vereinigt in sich etwa tausend Jupitermassen.

Bei einem derart leichtgewichtigen Himmelskörper stellt sich die Frage, ob noch von einem Braunen Zwerg die Rede sein kann – oder ob es sich vielmehr um einen Planeten handelt. Derzeit gilt unter Astrophysikern die Regel, dass Himmelskörper mit mehr als dreizehn Jupitermassen als Braune Zwerge anzusehen sind, leichtere hingegen als Planeten. Manche Forscher argumentieren jedoch, dass sich die Bezeichnung eines Objekts aus seiner Entstehungsgeschichte ableiten müsse. Himmelskörper, die aus kontrahierenden Gaswolken hervorgehen, wären demnach immer Sterne beziehungsweise Braune Zwerge. Unglücklicherweise gibt es jedoch zahlreiche Objekte im All, deren Entstehungsgeschichte sich nicht nachvollziehen lässt. Wie soll man dort verfahren?
"Die Grenze zwischen Braunen Zwergen und Planeten anhand ihrer Masse festzulegen, hat den Vorteil, dass man eine einigermaßen scharfe Definition an der Hand hat", sagt Hans Ritter vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching. Der Wert von dreizehn Jupitermassen sei dabei nicht etwa willkürlich festgelegt, sondern nach reiflicher Überlegung gezogen. Entscheidendes Kriterium sei, ob der Himmelskörper schwer genug ist, um in seinem Innern ein Kernfusionsfeuer zu entfachen und zu unterhalten. "Bei weniger als dreizehn Jupitermassen besagt die Theorie, dass Hitze und Druck im Innern des Himmelskörpers für nennenswerte Fusionsreaktionen nicht ausreichen – daher betrachten wir solche Objekte als Planeten", so Ritter.

Für ihre Beobachtungen bedienten sich die amerikanischen Astronomen um Kevin Luhman des Weltraumteleskops Spitzer, das darauf spezialisiert ist, den Kosmos im Bereich des Infrarotlichts zu untersuchen. Das erklärte Ziel der Wissenschaftler ist es, den kleinsten Stern im All zu finden, in deren Umgebung sich Planeten bilden. Die Entstehung von Planeten wird durch so genannte protoplanetare Staubscheiben angezeigt – gewaltige ringförmige Gas- und Staubwolken, die sich um junge Sterne herum erstrecken und dort allmählich zu Wandelsternen verdichten.

Luhman hatte bereits 2004 von sich reden gemacht, als er zusammen mit seinen Forscherkollegen den damals kleinsten bekannten Braunen Zwerg entdeckte, der von einer protoplanetaren Staubscheibe umgeben ist – das Objekt OTS 44 nämlich, das fünfzehn Jupitermassen auf die Waage bringt. Mit der jetzt verkündeten Entdeckung hat Luhman seinen Rekord von 2004 deutlich unterboten: Cha 110913-773444 besitzt nur etwa die Hälfte der Masse von OTS 44.

Was ist Cha 110913-773444 denn nun – Brauner Zwerg oder Planet? Im ersten Fall würde man die Himmelskörper, die in der Staubscheibe um ihn herum entstehen, als Planeten bezeichnen. Im zweiten Fall wären es Monde. "Wie man das Kind nennt, ist ziemlich zweitrangig", sagt Ritter, "wichtig ist nur das, was man sieht: Eine sich verdichtende Gaskugel mit einer Staubscheibe drum herum." Untersuchungen wie die von Kevin Luhman könnten helfen, herauszufinden, bis zu welcher unteren Masse Himmelskörper aus der Kontraktion von Gaswolken hervorgehen können. Ab einer gewissen Grenze sind Himmelskörper nämlich zu leicht dafür, sie können dann nur infolge der Zusammenlagerung fester Bestandteile in protoplanetaren Staubscheiben entstehen.

Mit zwei Millionen Jahren ist Cha 110913-773444 noch ein sehr junger Himmelskörper. Wenn die ihn umgebende protoplanetare Scheibe sich dereinst zu Planeten verdichtet hat, wird eine Art Mini-Sonnensystem entstanden sein – mit dem Zentral-"Stern", den Planeten und deren Orbits allesamt etwa hundertmal kleiner als in unserem Sonnensystem.

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