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Zehnmal dichter als Gold

Ein internationales Astronomen-Team, geleitet von Dan Bayliss vom Observatorium der Universität Genf und Mitglied von PlanetS, hat einen besonderen braunen Zwerg entdeckt. Dieses Objekt – weder Stern noch Planet – hat eine grössere Dichte als alle bisherigen beobachteten braunen Zwerge.

Künstlerische Darstellung eines braunen Zwergs und seines Sterns (Illustration ESO)

Zehnmal dichter als Gold! Die gemessene Dichte des braunen Zwergs EPIC201702477b ist der bisher höchste Wert aller Objekte, ausgenommen Sternüberreste wie beispielsweise weisse Zwerge und Neutronensterne. Braune Zwerge sind Objekte, die nicht genügend Masse haben für Wasserstofffusion wie sie für Sterne charakteristisch, aber mehr Masse als ein Riesenplanet. Die Astronomen nehmen an, dass die Masse eines braunn Zwergs zwischen 13 und 80 Jupitermassen liegt. Die meisten braunen Zwerge schweben im Raum wie Sterne, weil sie wie Sterne beim Kollaps einer Gaswolke entstanden sind. Weil sie nur sehr wenig Licht erzeugen, sind sie schwer zu beobachten. Und noch schwieriger ist es, ihre Masse, den Radius und damit ihre Dichte zu bestimmen. Theoretische Modelle liefern bloss eine Idee.

In seltenen Fällen umkreist allerdings ein brauner Zwerg einen Stern, so wie Planeten Sterne umlaufen. Dann ist es möglich, mit Hilfe der sogenannten Radialgeschwindigkeitsmethode seine Masse zu bestimmen. Läuft der braune Zwerg direkt vor dem Stern hindurch und verursacht dadurch eine Mini-Finsternis (genannt Transit), so lässt sich auch sein Durchmesser bestimmen. Solche braunen Zwerge sind selten und es ist noch immer schwierig, zu erklären, wie solche Objekte entstanden sein können.

Dan Bayliss und sein Team konnten die Masse eines Objekts bestimmen, das vom NASA-Satelliten Kepler bei einem Transit beobachtet wurde. Sie stellten fest, dass es sich um einen braunen Zwerg handelt, der 80 Mal massereicher ist als Jupiter und sich damit an der Grenze zwischen den braunen Zwergen und den Sternen befindet. Gemäss den Daten von Kepler hat dieses Objekt ungefähr 8 mal das radius von Erde. Dadurch ist es ausser den Sternüberresten das dichteste bekannte Objekt mit rund 190kg pro dm3, was zehnmal dichter ist als Gold.

EPIC201702477b ist ein sehr interessantes Objekt, weil dadurch die Modelle für die Entstehung von braunen Zwergen verbessert werden können. Zudem liefert es eine Bestätigung der Massengrenze, die überschritten werden muss, damit Sterne aufleuchten können.

Publikation:
Bayliss et al. https://arxiv.org/abs/1606.04047

Pressemitteilung Universität Genf: http://www.unige.ch/communication/communiques/2017/CdP010217.html

Kontakt:
Dan Bayliss
Geneva Observatory, Switzerland
Phone: +41 22 379 2459
Daniel.Bayliss@unige.ch

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«Die Universität Bern hat mir viel gegeben»
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