BRAUNE ZWERGE
Braune Zwerge sind gewissermaßen die Verlierer unter den Sternen.
Oft wird die Frage gestellt:
Was macht einen Braunen
Zwergen eigentlich zum Stern?
Sein Deuterium!
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Ein Brauner Zwerg entsteht wie jeder andere Stern auch (Bild 1 zeigt ein Entstehungsgebiet für Braune Zwerge). Er ist aber sehr klein und hat noch nicht einmal eine Masse von 8% unserer Sonne. Und das ist der Knackpunkt! Sterne brauchen mindestens 8% unserer Sonnenmasse, um genügend Druck und Temperatur aufzubauen um so eine eigene Wasserstoff-zu-Helium Kernfusion einzuleiten. Alle Sterne enthalten aber auch noch etwas Deuterium, und dies kommt leichter zur Fusion als Wasserstoff. Braune Sterne werden daher durch Deuterium Fusion, die zwar nicht viel Energie hergibt, dennoch einigermaßen am Leuchten gehalten. In dieser Zeit sind sie an der Oberfläche ungefähr 2000 Grad Celsius heiss, das ist ungefähr ein drittel der Sonnenwärme.
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Braune Zwerge haben Deuterium Fusion: |
| D + H --> 3He + Gamma-Photon |
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Das wenige Deuterium ist aber schnell verbraucht,
und ohne innere Energiequelle kühlt der Stern langsam ab und
verdunkelt sich immer mehr, bis er nur noch ein kalter dunkler Brocken ist.
Gliese 229b ist zum Beispiel nur noch 700°C heiss.
(Für Temperatur und Starhlungsleistung siehe bei
Planck Funktion
An dem 2. Bild links kann
man auch gut erkennen wie klein (schwach) ein Brauner Zwerg
im Gegensatz zu einem normalem Stern ist,
das verdeutlicht wie schwer es ist sie zu suchen und auch zu finden.
Die Suche dauerte über 20 Jahre.
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In dem Bild rechts ist noch einmal der Grössenunterschied zu sehen.
Die Sonne wird mit dem schon oben genannten Gliese 229a und den Braunen Zwergen
Teide 1 und Gliese 229b verglichen.
Um die kleine Grösse der Braunen Zwerge
hervorzuheben ist auch der Jupiter neben Gliese 229b abgebildet. Wie man gut
erkennen kann sind sie beide gleich gross.
Der Durchmesser täuscht aber:
Gliese 229b hat eine 20 mal so grosse Masse wie der Jupiter.
Die Masse der Sonne ist ungefähr 1000 mal so gross wie die des Jupiter.
Der Durchmesser von Jupiter ist ungefähr 140000 km,
der Durchmesser der Sonne ist 1,4 millionen km (also etwa 10 mal so gross).
Braune Zwerge werden oft in jungen Sternhaufen, zum Beispiel den Plejaden, nachgewiesen, wo sie noch neu und leuchtkräftig sind. Man findet sie dort indem man die gesichteten Objekte mit der Hauptreihenskala vergleicht. Wenn man ein kühles Objekt nur im Infraroten Teil des Spektrums findet, könnte es gut ein Brauner Zwerg sein. Die Statistik sagt: Je massenärmer ein Sternentyp ist, desto öfter kommt er vor. Das ist ein Vorteil bei der Suche nach Braunen Zwergen. Die Plejaden sind bei der Suche so beliebt nicht nur weil dieser Haufen relativ jung ist, aber insbesondere da er so gut wie keinen Staub enthält, der das Licht dämpfen und die Objekte verdunklen würde. |
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Bei Planetensuche ist man auch schon auf Kandidaten für Braune Zwerge gestossen. In solchen Fällen sucht man bei bestimmten Sternen nach einem Doppler Effeckt, das heisst: wenn ein Stern einen Planeten oder Braunen Stern besitzt, drehen sich diese nicht um ihren Stern, sondern mit ihm um ihren gemeinsamen Schwerpunkt. Wenn man also den Stern von der Erde aus beobachtet, kann man sehen wie er immer wieder leicht hin und her gleitet. Aus dieser Doppler-Bewegung im Spektrum kann man das Vorhandensein eines Planeten oder Braunen Zwergs und dessen Masse ableiten. Man kann Braune Zwerge auch durch Spektroskopie (Nachweis von Lithium) finden, da Braune Zwerge relativ lithiumreich sind. Es gibt aber noch weitere Methoden um Braune Zwerge zu finden. Heute sind mehrere dutzend Braune Zwerge bekannt. Einige Braune Zwerge existieren in Doppel-Systemen mit M-Klasse Sternen. Darunter ist auch Gliese 229b. Es existiert sogar ein Doppel-System aus 2 Braunen Zwergen. Aber noch ist nicht alles geklärt. Wir wissen noch nicht genug über Braunen Zwerge, ihre Erforschung hat gerade erst begonnen!
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Ins Web gestellt am 8.11.2002 Textkorrekturen 2002.11.27