Kleinster Begleiter eines Sterns sorgt für Streit Planet oder gescheiterter Stern? - scinexx | Das Wissensmagazin
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Kleinster Begleiter eines Sterns sorgt für Streit

Planet oder gescheiterter Stern?

© NASA, ESA, and K. Luhman (Penn State University, USA)

Eines der kleinsten Objekte, das jemals in der Umlaufbahn um einen Stern entdeckt wurde, haben jetzt Astronomen mithilfe des Weltraumteleskops Hubble fotografiert. Mit nur der zwölffachen Masse des Planeten Jupiter ist das Objekt klein genug, um noch ein Planet zu sein. Gleichzeitig aber auch wiederum groß genug um ein Brauner Zwerg zu sein, ein „gescheiterter“ Stern. Wie die Forscher jetzt in der Zeitschrift „Astrophysical Journal“ berichten, ist der Status des neuen Sternenbegleiters nach wie vor umstritten.

Der neu entdeckte Trabant stößt die Astronomen erneut auf ein seit langem bestehendes Problem: Es gibt keine eindeutigen Regeln darüber, welche Objekte um andere Sternen Planeten sind und welche nicht. Auch wenn eine Definition des Planetenstatus für das Sonnensystem erst vor kurzem beschlossen wurde, für Systeme außerhalb des unsrigen gilt dies nicht. Kevin Luhman von der Penn State University, USA, Leiter des internationalen Astronomenteams, das den kleinen Begleiter de Sterns CHXR 73 B, entdeckte, hält diesen für einen Braunen Zwerg: „Neue, sensiblere Teleskope finden immer kleinere Objekte von Planetengröße“, erklärt der Forscher. „Diese Entdeckungen haben Astronomen dazu gebracht, sich zu fragen, ob solche Begleiter im Massebereich von Planeten wirklich immer Planeten sein müssen.“

Was entscheidet: Masse oder Herkunft?

Einige Astronomen sind der Ansicht, dass die Masse eines extrasolaren Objekts allein bestimmt, ob es sich um einen Planeten handelt oder nicht. Luhmann und andere dagegen argumentieren, dass das Objekt nur dann ein Planet sein könne, wenn es aus der Scheibe von Gas und Staub entstanden ist, die einen neuen Stern normalerweise umgibt. Auch unser Sonnensystem bildete sich vor rund 4,6 Milliarden Jahren aus einer solchen Akkretionsscheibe um unsere Sonne herum.

Braune Zwerge dagegen entstehen wie Sterne aus dem Schwerkraftkollaps von großen, diffusen Wolken von Wasserstoffgas. Doch im Gegensatz zu normalen Sternen besitzen die Braunen Zwerge nicht genügend Masse, um in ihrem Inneren die Wasserstofffusion in Gang zu setzen. Die Energiequelle, die einen Stern zum Leuchten bringt, springt bei ihnen gar nicht erst an.

Zu weit weg für Planetenstatus?

Das neu entdeckte Objekt umkreist den kleinen Roten Zwergstern CHXR 73 in einem Abstand von rund 31 Milliarden Kilometern – rund 200 Mal so weit entfernt von seinem Zentralstern wie die Erde von der Sonne. Gleichzeitig ist der Stern mit gerade mal zwei Millionen Jahren noch extrem jung. „Das Objekt ist so weit von seinem Stern entfernt, dass es sehr unwahrscheinlich ist, dass es sich in einer zirkumstellaren Scheibe bildete“, so Luhman.

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© NASA, ESA and G. Bacon (STScI)

Normalerweise erreichen die Akkretionsscheiben um Sterne niedriger Masse rund acht bis 16 Milliarden Kilometer. In der doppelten Entfernung kreist nach Ansicht des Astronomen nicht mehr genügend Material, um daraus einen Planeten entstehen zu lassen. Theoretische Modelle zeigen, dass Riesenplaneten wie der Jupiter sich in nicht mehr als fünf Milliarden Kilometern Entfernung von ihrem Zentralstern bilden.

Die Kamera des Weltraumteleskops Hubble hatte das strittige Objekt während der Suche nach einzeln stehenden Braunen Zwergen entdeckt. Bisher haben Astronomen schon Hunderte davon in unserer Galaxie entdeckt. Die meisten allerdings schweben frei im Raum und umkreisen keine anderen Sterne. „Die Untersuchung von substellaren Objekten im Orbit um einen Stern erlaubt es uns, das Alter und über die Zeit auch die Masse des Begleiters zu bestimmen“, erklärt Wolfgang Brandner vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg. „Solche Studien helfen uns dabei, unser Verständnis der Bildung und der inneren Struktur von Braunen Zwergen und Planeten zu erweitern.“

Staubscheibe könnte entscheiden

Ob nun der Begleiter von CHXR 73 Brauner Zwerg oder Planet ist, wird wohl noch eine Weile im Dunkeln bleiben. Ein entscheidender Hinweis, um die Streitfrage zu klären, wäre die Entdeckung einer Staubscheibe um das Objekt. Denn im Gegensatz zu Planeten besitzen auch Braune Zwerge einen solchen Materiering. Das Weltraumteleskop Spitzer der NASA hat bereits um einige freischwebende Braune Zwerge eine solche Scheibe entdeckt.

CHXR 73 B ist jedoch zu nah an seinem Stern, um hier mit bisherigen Teleskopen eine Chance zu haben. Die Astronomen müssen sich daher wahrscheinlich gedulden, bis 2013 das neue James Webb Weltraumteleskop in die Umlaufbahn startet. Dieses wird die Infrarotsensoren von Spitzer mit der hohen Auflösung von Hubble im sichtbaren Bereich kombinieren und damit alle Voraussetzungen bieten, auch solche kleinen Scheiben entdecken zu können.

(NASA/ESA, 11.09.2006 – NPO)

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