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12.02.2014

Rote Wolken über Braunem Zwerg

Astronomen entdecken Himmelskörper mit intensiver Farbe

Gäbe es Raumschiffe, die so weit fliegen könnten, so böte sich Besuchern eines nun entdeckten Himmelskörpers irgendwo in den Weiten des Weltalls ein faszinierendes Bild: Er ist von Staubwolken umhüllt – so tiefrot, wie sie sonst auf keinem bekannten Gebilde seiner Klasse zu sehen sind. Der Himmelskörper, der den sperrigen Namen ULAS J222711-004547 trägt, gehört zu einer Gruppe der außergewöhnlichsten Objekte im Weltall: Er ist ein sogenannter Brauner Zwerg.

Gewöhnliche Braune Zwerge sind tatsächlich dunkelrot bis braun – auch hier eine künstlerische Darstellung. Grafik: NASA/JPL-Caltech
Brauner Zwerg. Grafik: NASA/JPL-Caltech

Braune Zwerge sind so etwas wie Zwitterwesen zwischen Sternen und Planeten. Sie sind zu groß, um Planeten zu sein, aber nicht groß genug, um die wesentliche Eigenschaft eines Sterns zu besitzen: Mangels Masse findet in ihnen keine Kernfusion von Wasserstoff statt – sie besitzen daher keine starke Energiequelle, die sie heiß und hell aufleuchten lässt. So müssen sie überwiegend mit der Energie vorlieb nehmen, die ihnen aus der Zeit ihrer Entstehung noch geblieben ist.

Diese Energiemenge ist bei vielen gar nicht so gering: Braune Zwerge können anfangs über 2500 Grad Celsius heiß sein, doch sie kühlen sich im Laufe der Jahrmillionen allmählich ab. So erreichen sie Temperaturbereiche, in denen sie dunkelrotes Licht aussenden – ähnlich wie ein Stück Eisen, das in einem Feuer erhitzt worden ist. Dieser Farbe verdanken sie auch ihren Namen.

Sie unterscheiden sich damit von den Roten Zwergen, die gerade groß genug sind, damit in ihnen die Fusion von Wasserstoff stattfinden kann. Rote Zwerge sind daher heißer und senden ein viel intensiveres, rotes Licht aus. Einige wenige Braune Zwerge sind übrigens im Laufe ihres Lebens so weit abgekühlt, dass sie nur mehr Infrarotlicht abgeben und mit gewöhnlichen Teleskopen nicht mehr beobachtet werden können.

So stellt sich ein Künstler den Blick auf ULAS J222711-004547 vor: Dichte Staubwolken verleihen dem Braunen Zwerg eine intensive rote Farbe. Grafik: Neil J Cook, Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire
Brauner Zwerg. Grafik: Neil J Cook, Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire

Doch zurück zu ULAS J222711-004547: Bei diesem Himmelskörper schien es sich um einen gewöhnlichen Braunen Zwerg zu handeln, doch als Astronomen von der Universität von Hertfordshire in Großbritannien ihn näher betrachteten, fiel ihnen seine ungewöhnlich intensive Rotfärbung auf. Eine genaue Analyse mithilfe des Very Large Telescope (VLT) in Chile – eines der leistungsfähigsten Observatorien überhaupt – ergab, dass die Atmosphäre des Braunen Zwergs aus dichten Wolken besteht.

"Das sind keine Wolken, wie wir sie von der Erde kennen", erklärt Frederico Marocco, einer der beteiligten Astronomen. "Die dichten Wolken auf diesem besonderen Braunen Zwerg bestehen aus mineralischem Staub." Die Wissenschaftler konnten aufgrund ihrer Messungen sogar die Partikelgröße schätzen: Demnach sind die Staubteilchen nur etwa ein zweitausendstel Millimeter groß.

Die Wissenschaftler machten in der Atmosphäre des Braunen Zwergs außerdem Ammoniak, Methan und Wasserdampf aus. Doch dominiert wird seine Hülle vom hochfeinen Staub, der den Himmel über ihm dauerhaft rot färbt – ein Rot, so intensiv, wie es bisher bei anderen Braunen Zwergen noch nie beobachtet wurde. (ud)