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News: Probieren geht über Studieren

Braune Zwerge gehören zu den seltsamsten Objekten im Universum. Diese winzigen Sterne schaffen es nicht, hell zu leuchten und sind deshalb beinahe unsichtbar. Erst 1995 entdeckten die Astronomen ein erstes Exemplar. Doch die ganze Theorie darum herum wurde arg erschüttert: von einer Schulklasse.
Damit hat wohl niemand gerechnet, dass eine lärmende, 13-köpfige Schulklasse während eines Sommerprojekts am Very Large Array des National Radio Astronomy Observatory in New Mexico eine so bedeutsame Entdeckung macht und erfahrene Astronomen ins Schwitzen geraten. Vielleicht waren die Forscher nur froh, die Schüler beschäftigt zu haben, denn erfolgversprechend war die Aufgabe nicht. Die Kids wollten sich nämlich ausgerechnet mit einem braunen Zwerg beschäftigen: merkwürdige Objekte, die lange Zeit nur in den Köpfen der Forscher existierten und erst 1995 zum ersten Mal gesehen wurden. Doch was die jugendlichen Forscher dann entdeckten war ziemlich unglaublich und brachte die betreuenden Akademiker aus dem Gleichgewicht.

Braune Zwerge sind gleichsam zu klein geratene Sterne, denn ihre Masse reicht nicht zur Zündung des Wasserstoffbrennens. Allerdings sind sie mindestens zwölf mal so massereich wie Jupiter, sodass immerhin Wasserstoff zu Deuterium fusionieren kann. Dieser Prozess ist indes nicht sonderlich nachhaltig und hat nach vielleicht zehn Millionen Jahren ein Ende.

Die Forscher hatten den Schülern noch versichert, dass jener braune Zwerg namens LP944-20 eigentlich nur im Röntgenspektrum sichtbar sei - hier hatte ihn das Chandra X-ray Observatory ja im Dezember 1999 auch entdeckt. Aber wie das so ist - man konnte ja nichts falsch machen - probierten die 13 Schüler auch im Radiowellenbereich herum. Wer sich in der Theorie brauner Zwerge auskannte, hätte diesen Versuch für wenig ergiebig gehalten - schließlich konnten die Radiosignale eines braunen Zwergs aufgrund der Fusionsprozesse nur ziemlich schwach sein. Doch die Betreuer der Praktikantengruppe mussten erkennen, wie unrecht sie hatten: LP944-20 sendet nicht etwa ein schwaches, sondern ein überaus kräftiges Radiosignal aus, das die Erwartungen um das 20 000-fache übertraf.

Somit schied die Fusion von Wasserstoff zu Deuterium als Quelle aus. Außerdem wussten die Astronomen bereits, dass LP944-20 schon seit 500 Millionen Jahren existiert, also längst "ausgebrannt" sein müsste. Das Signal musste also eine andere Ursache haben. Edo Berger vom Department of Astronomy des California Institute of Technology und seine Kollegen vermuten nun, dass es die so genannte Synchrotronstrahlung ist, die den braunen Zwerg antreibt. Diese elektromagnetische Strahlung hat ihr Intensitätsmaximum im Radiofrequenzbereich und entsteht, wenn Elektronen unter dem Einfluss eines Magnetfelds um den braunen Zwerg rotieren. Wenn sie dem Stern indes näher kommen und in die Korona der Atmosphäre eintauchen, wandelt sich die kinetische Energie in Wärme, wobei Röntgenstrahlung entsteht.

Dieser Effekt führt zu einem vorhersagbaren Verhältnis zwischen Radio- und Röntgenstrahlung. Bei "normalen" Sternen - einschließlich unserer Sonne - ist dies längst bekannt. Doch die Radiosignale von LP944-20 sind viel zu intensiv, und die Forscher wissen bisher nicht warum. Allerdings vermuten sie, dass LP944-20 über ein sehr schwaches Magnetfeld verfügt, und dass die Radiosignale aus diesem Grunde so kräftig sind. Die Elektronen würden in diesem Fall nämlich langsamer um den Stern rotieren und könnten ihre Synchrotronstrahlung über einen längeren Zeitraum abstrahlen. Ergo empfinge man hier auf der Erde ein überproportional starkes Radiosignal. Dies bedeutet aber auch, dass die Elektronen beim Eintauchen in die Korona energieärmer sind und im Röntgenpektrum dementsprechend schwächer strahlen. Auf diese Weise wäre das Verhältnis zwischen Röntgen- und Radiostrahlung unerwartet klein.

Wenngleich dies noch endgültig zu beweisen ist, eine Lehre lässt sich in jedem Falle ziehen. Die vordere Front der Wissenschaft verleitet zu vorgefassten Meinungen und versperrt den Blick aufs Ganze. Die nächsten Praktikanten werden deshalb bereits mit Spannung erwartet.

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  • Quellen
Nature 410: 338–340 (2001)

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