Braune Zwerge

Es gibt eine Zwischenstufe zwischen großen selbstleuchtenden Sternen und im Vergleich dazu kleinen Gasplaneten, die zwar aus dem gleichen Baumaterial bestehen wie ein Stern, aber nicht genügend Masse besitzen, um in ihrem Inneren die Kernschmelze zu starten. Braune Zwerge scheinen weder richtige Sterne noch richtige Planeten zu sein.

Sie sind nicht viel größer als Jupiter, besitzen aber sehr viel mehr Masse (ca. das 12- bis 75fache) und können, wenn sie jung sind, wie schwache Sterne leuchten, weil in ihrem Inneren eine Deuteriumfusion stattfindet. Jedoch stellen sie die Fusion bald ein und kühlen rasch ab. Dann ähneln sie eher einem Planeten als einem Stern.

Ihre Entdeckung führte dazu, dass eine ganz neue Kategorie Himmelskörper eingeführt werden musste. In den letzten 10 Jahren konnten Hunderte Braune Zwerge ausfindig gemacht werden. Die meisten von ihnen bewegen sich alleine in unserer Galaxie, einige von ihnen umkreisen aber auch Sterne. Es ist auch möglich, dass Braune Zwerge von Planeten umkreist werden.

Wie entstehen Braune Zwerge?

Brauner ZwergDazu gibt es folgende Theorie: Zu Beginn entwickeln sie sich wie ganz normale Sterne. Das heißt in einer Molekülwolke bildet sich ein Kern heraus, der dichter ist als seine Umgebung. Überschreitet der Kern eine Mindestmasse, kommt es zum Kollaps der Wolke.

Die Schwerkraft überwiegt den nach außen gerichteten Gasdruck, die Materie stürzt ins Zentrum der Wolke und verdichtet sich. Aufgrund der gestiegenen Masse steigt auch die Gravitationskraft des Kerns, er zieht mehr Material aus der Umgebung an, Masse und Schwerkraft steigen weiter.

Das geht so lange, bis sich genügend Materie angesammelt hat, damit im Inneren des Protosterns Temperatur und Druck ausreichen, um die Kernfusion zu starten. Wasserstoffkerne verschmelzen zu Helium, und die dabei frei werdende Energie wird in Form von Strahlung nach außen abgegeben. Der junge Stern beginnt zu leuchten.

Braune Zwerge
Doch so weit scheint ein Brauner Zwerg gar nicht erst zu kommen.

Sein Wachstum wird gestört oder gebremst, und so wird er die nötige Masse für den Start der Wasserstofffusion nie zusammenbekommen.

Gründe dafür kann es mehrere geben:

  • vielleicht ist die Molekülwolke zu dünn oder zu klein und stellt nicht genügend Baumaterial zur Verfügung
  • vielleicht enstehen ganz in der Nähe weitere Sterne, die sich gegenseitig die Gase vor der Nase wegschnappen
  • vielleicht entstand in der Nähe ein weiterer, aber viel größerer Stern, der den kleinen jungen Protostern gravitativ beeinflusst und ihn aus seiner ursprünglichen Umgebung herausschleudert

Köcheln auf kleiner Flamme

Brauner ZwergDer anfängliche Stern stellt also sein Wachstum ein. Nach ein bis zehn Millionen Jahren ist zumindest genügend Masse und demnach im Inneren genug Druck und Temperatur erreicht, um zumindest eine Deuteriumfusion zu starten.

Deuterium ist ein Isotop des Wasserstoff und wird auch Schwerer Wasserstoff genannt. Deuterium entstand ebenfalls beim Urknall.

Nach etwa 100 Millionen Jahren ist der Vorrat an Deuterium bereits aufgebraucht, die Fusion kommt zum Erliegen.

Brauner ZwergDer leuchtschwache Sternenzwerg kühlt nun allmählich ab und wird dabei immer schwächer. Jetzt ähnelt er weniger einem Stern als vielmehr einem großen Gasplaneten. Dabei kann der Braune Zwerg aber auch eigene Planeten besitzen, die ihn umkreisen.

Häufig trifft man aber auch auf Braune Zwerge, die selbst einen Stern umkreisen. Dass es sich hierbei eben nicht um einen Planeten handelt, verrät uns die ungewöhnlich große Masse des Objektes.

Braune Zwerge gibt es möglicherweise 'wie Sand am Meer', aber weil sie so schwach leuchten, sind sie nur schwer auszumachen. Seit aber die Suche nach Exoplaneten aufgenommen wurde, werden zugleich auch immer mehr Braune Zwerge entdeckt. Die Planetenforscher müssen aufpassen, dass sie auch wirklich einen Planeten vor sich haben.

Erst wenn die Masse des neu entdeckten Objektes bestimmt ist, lässt sich entscheiden, ob es nun ein Planet oder ein Brauner Zwerg ist. Bei der Suche nach Exoplaneten erhöht sich also die Zahl der uns bekannten Braunen Zwerge ständig, sodass die Umstände ihrer Entstehung endlich besser erforscht werden können.

Tags: Weltall

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