Stell dir vor, du schaust in den Nachthimmel und entdeckst einen massereichen Himmelskörper. Ist es ein großer Gasplanet oder ein “gescheiterter” Stern? Diese Frage ist oft schwer zu beantworten, da Gasriesen und Braune Zwerge viele Ähnlichkeiten aufweisen und beide Sterne als Begleiter haben können. Doch Astronomen haben nun möglicherweise ein Unterscheidungsmerkmal gefunden. Die Umlaufbahnen von Braunen Zwergen sind im Durchschnitt deutlich exzentrischer als die von Gasriesen, wie Beobachtungsdaten zeigen. Dies deutet darauf hin, dass diese beiden Arten von Himmelskörpern auch auf unterschiedliche Weise entstehen.
Gasplanet oder Brauner Zwerg?
Die Entstehung von Gasriesen und Braunen Zwergen zu verstehen, ist eine der zentralen Fragen der Astronomie. Besonders interessant sind Himmelskörper, die ihren Stern in sehr weitem Abstand umkreisen. Bei ihnen ist oft unklar, wie sie gebildet wurden und ob es sich um große Gasplaneten oder um Braune Zwerge handelt – “gescheiterte” Sterne, deren Masse nicht ausreichte, um die Kernfusion in ihrem Inneren zu zünden. Braunen Zwergen wird angenommen, dass sie deutlich schwerer sind als Gasriesen mit mehr als 15 Jupitermassen. Zudem müssten sie sich, wenn sie Begleiter normaler Sterne sind, wie Doppelsterne bilden: nicht durch Kollaps in der protoplanetaren Scheibe des Sterns, sondern in einer eigenen Gaswolke.
Doch wie lässt sich feststellen, ob ein Himmelskörper aus einer Akkretionsscheibe um einen Stern entstanden ist oder aus einer eigenen Gaswolke stammt? Brendan Bowler von der University of Texas in Austin und sein Team haben möglicherweise eine Lösung gefunden. Sie haben die Dynamik von 27 weit entfernten Gasriesen und Braunen Zwergen untersucht. Dabei haben sie festgestellt, dass Gasriesen tendenziell kreisförmigere Umlaufbahnen haben, während Braunen Zwergen auf exzentrischen Bahnen unterwegs sind – ähnlich wie die leichteren Partner in Doppelsternsystemen.
Klare Unterschiede
Um diese Erkenntnis zu gewinnen, haben die Astronomen nicht Jahrzehnte oder Jahrhunderte gewartet, sondern ein astrophysikalisches Modell verwendet, um aus wenigen Positionsdaten den gesamten Orbit und seine Form zu rekonstruieren. Die Auswertungen ergaben, dass es tatsächlich einen Unterschied zwischen Gasriesen und Braunen Zwergen gibt. Gasriesen neigen zu kreisförmigeren Umlaufbahnen, während sich Braunen Zwergen vorwiegend auf exzentrischen Bahnen bewegen.
Diese Beobachtung bestätigt die Annahme, dass Gasriesen wahrscheinlich in der protoplanetaren Scheibe um ihren Stern entstehen. Braunen Zwergen dagegen bilden sich wahrscheinlich in separaten Gaswolken zusammen mit einem Zentralstern. Bowler und sein Team planen, ihre Untersuchung durch weitere Beispiele zu erweitern. Dafür suchen sie unter anderem in den Daten des Weltraumobservatoriums Gaia nach Systemen mit Gasriesen oder Braunen Zwergen, die ihren Zentralstern in großem Abstand umkreisen.
Quelle: Brendan Bowler (The University of Texas, Austin) et al., Astronomical Journal, doi: 10.3847/1538-3881/ab5b11
