Bildnachweis: UofM
Forscher der University of Michigan haben Beweise dafür gesammelt, dass braune Zwergsterne ein sehr ähnliches Leben haben wie die frühen Stadien, in denen sich unsere eigene Sonne zum ersten Mal gebildet hat. Sie fanden heraus, dass die meisten Braunen Zwerge eine Million Jahre alte Scheiben hatten, was jungen Sternen im gleichen Alter sehr ähnlich ist. Andere Beobachtungen zeigten, dass sie Material von der Scheibe auf die gleiche Weise wie Sterne ansammeln.
In kosmischen Kreisen sind braune Zwerge so etwas wie ein Flop. Diese frei schwebenden Himmelskörper sind zu groß, um als echte Planeten betrachtet zu werden, aber nicht massiv genug, um Sterne zu sein. Tatsächlich werden sie manchmal als gescheiterte Sterne bezeichnet. Aber bilden sie sich wirklich wie Sterne - aus zusammenbrechenden Gaswolken - oder sind ihre Ursprünge völlig anders? Eine Reihe von Veröffentlichungen des Astronomen Ray Jayawardhana von der University of Michigan und seiner Mitarbeiter, darunter ein Artikel in der Science-Ausgabe vom 16. Januar, liefert Hinweise darauf, dass Braune Zwerge und sonnenähnliche Sterne auf die gleiche Weise geboren werden. "Sie haben zumindest sehr ähnliche Kinder, was bedeuten kann, dass sie auch sehr ähnliche Ursprünge haben", sagte Jayawardhana, ein Assistenzprofessor für Astronomie.
Sterne bilden sich in kalten Gas- und Staubwolken im interstellaren Raum. Dichte Klumpen in diesen Wolken ziehen sich unter ihrer eigenen Schwerkraft zusammen, drehen sich dabei und sammeln Material aus der Umgebung auf einer Scheibe. Wenn ein wachsender Protostern genügend Masse ansammelt, wird sein Kern heiß und dicht genug, damit eine Kernfusion stattfinden kann, und der neue Stern beginnt zu leuchten. Einige Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass sich Braune Zwerge auf die gleiche Weise bilden, aber einfach nicht genug Masse ansammeln, um die Wasserstofffusion zu entzünden. Berechnungen zeigen, dass es zumindest theoretisch möglich ist, Objekte mit einer so geringen Masse wie die von Braunen Zwergen auf diese Weise zu gebären.
Andere Wissenschaftler haben jedoch vorgeschlagen, dass Braune Zwerge Runts sind, die aus Sternwürfen geworfen werden. In diesem Szenario werden Braune Zwerge in Mehrsternsystemen geboren und konkurrieren mit ihren Geschwistern um Materie aus der Geburtswolke. In solchen Systemen kann das am langsamsten wachsende Objekt ausgeworfen werden, bevor es genügend Material sammelt, um ein Stern zu werden, wie Computersimulationen nahe legen.
Eine Möglichkeit, zwischen den beiden Möglichkeiten zu unterscheiden, besteht darin, Staub- und Gasscheiben um junge Braune Zwerge zu untersuchen. Wenn sich braune Zwerge wie Sterne bilden, sollten sie große, langlebige Akkretionsscheiben haben, wie sie um junge Sterne herum zu finden sind. Wenn sie jedoch aus mehreren Sternensystemen ausgeworfen wurden, sollten ihre Scheiben durch die Gravitationswechselwirkungen, die zum Auswerfen führen, rasiert werden.
Jayawardhana und Kollegen suchten nach staubigen Scheiben um junge Braune Zwerge, indem sie ihre Infrarotemission mit dem 8-Meter-Very Large Telescope (VLT) des European Southern Observatory in Chile und dem 10-Meter-Keck I-Teleskop in Hawaii beobachteten. Da Staubpartikel in einer Scheibe Licht absorbieren und die Energie bei Infrarotwellenlängen wieder abstrahlen, sendet ein Brauner Zwerg mit einer Scheibe mehr Infrarotlicht aus als einer ohne Scheibe.
"Wir haben festgestellt, dass die Mehrheit der Braunen Zwerge im Alter von etwa einer Million Jahren von staubigen Scheiben umgeben ist", sagte Jayawardhana. "Das ist ähnlich wie bei jungen Stars im gleichen Alter." Obwohl es nicht möglich ist, die Größe der Scheiben direkt zu bestimmen, deutet ihre Anwesenheit bei einigen Braunen Zwergen, die 10 Millionen Jahre alt sind, darauf hin, dass sie im frühen Leben nicht reduziert wurden.
Andere spektroskopische Beobachtungen mit den beiden 6,5-Meter-Magellan-Teleskopen in Chile (an denen die University of Michigan eine Partnerinstitution ist) und dem Keck I-Teleskop zeigten, dass Braune Zwerge ebenso wie Sterne Material von umgebenden Scheiben anreichern langsamer. "Wir erkennen verräterische Anzeichen von Gas, das mit Geschwindigkeiten von über hundert Kilometern pro Sekunde vom inneren Rand der Scheibe auf den Braunen Zwerg strömt", sagte Jayawardhana. In einem faszinierenden Fall haben Astronomen auch Hinweise darauf gefunden, dass Material aus den Polen eines Braunen Zwergs herausspritzt. Solche Jets wurden bei gleichaltrigen jungen Sternen gesehen, bisher jedoch nicht bei Braunen Zwergen. "Wenn dies bestätigt würde, würde das Vorhandensein von Jets das Argument für bemerkenswert ähnliche Kinderkrankheiten bei Braunen Zwergen und sonnenähnlichen Sternen weiter stärken", sagte Jayawardhana, zu dessen Mitarbeitern Subhanjoy Mohanty (Harvard-Smithsonian-Zentrum für Astrophysik), Gibor Basri (Universität von Kalifornien) gehört , Berkeley), David Barrado und Navascues (Labor für Weltraumastrophysik und Grundlagenphysik in Madrid, Spanien), David Ardila (Johns Hopkins University), Beate Stelzer (Astronomisches Observatorium von Palermo in Italien) sowie Karl Haisch Jr. und Diane Paulson (beide an der University of Michigan).
"Ich würde nicht sagen, dass die Geschichte unterschrieben, versiegelt und geliefert wird", sagte Jayawardhana, "aber das Überwiegen der Beweise neigt sich sehr stark in Richtung dieser Dinge, die sich wie Sterne bilden." Und die bisher aufgedeckten Beweise führen zu noch verlockenderen Aussichten. "Jetzt, da wir wissen, dass viele junge Braune Zwerge von Scheiben umgeben sind", sagte er, "kann ich nicht anders, als mich zu fragen, ob sich in diesen Scheiben Kometen und Asteroiden bilden könnten, wenn nicht kleine Planeten."
Diese Forschung wurde hauptsächlich durch ein Stipendium der National Science Foundation unterstützt.
Originalquelle: Pressemitteilung der University of Michigan
