Mit dem NASA-Raumschiff SPHEREx haben Astronomen eine Reihe von Braunen Zwergen untersucht. Diese Himmelskörper, auch als „gescheiterte Sterne“ bekannt, befinden sich in einer Grauzone zwischen Planeten und Sternen. Ihre Masse liegt zwischen dem 13- und 80-fachen des Jupiter, jedoch reicht sie nicht aus, um die Wasserstofffusion in ihren Kernen zu zünden – den Prozess, der Sterne antreibt.
Einsame Wanderer im Weltraum
Braune Zwerge entstehen wie Sterne aus kollabierenden Gas- und Staubwolken, bleiben jedoch ohne die Begleitung eines Muttersterns. Sie durchstreifen den Weltraum allein und verblassen schließlich in der Dunkelheit. Diese Eigenschaft hat ihnen den Spitznamen „goth“ eingebracht, wie Zafar Rustamkulov vom California Institute of Technology (Caltech) erklärt. Im Gegensatz zu Exoplaneten sind Braune Zwerge völlig unabhängige Objekte, deren Zusammensetzung und Entwicklung noch weitgehend unerforscht sind.
SPHEREx, kurz für Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer, ermöglicht es, Wellenlängen des Lichts zu erfassen, die von Teleskopen auf der Erde aufgrund der Absorption durch Wasserdampf in der Atmosphäre nicht beobachtet werden können. Dies ist entscheidend, um die tiefroten Wolken der Braunen Zwerge zu untersuchen.
Chemische Vielfalt in den Atmosphären
Das Team analysierte 37 nahegelegene Braune Zwerge in einem Spektrum von 102 Wellenlängen, von tiefem Rot bis zum unsichtbaren Infrarot. Die untersuchten Objekte deckten die gesamte Temperaturspanne der Braunen Zwerge ab – von 2.200 Grad Celsius bis zu minus 20 Grad Celsius. Zum Vergleich: Die Sonne hat eine Oberflächentemperatur von etwa 5.500 Grad Celsius.
Die Spektren zeigten, dass die Atmosphären der Braunen Zwerge reich an Wasser, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Methan sind. Einige der beobachteten Braunen Zwerge befinden sich in einer Phase extremer Veränderung, in der sich ihre Wolken auflösen und methanreiche Atmosphären entstehen.
Obwohl bereits andere Teleskope wie das James Webb Space Telescope und das Spitzer Space Telescope Braune Zwerge untersucht haben, bietet SPHEREx aufgrund seiner breiten Wellenlängenabdeckung einzigartige Einblicke. Die Forscher betonen jedoch, dass noch viele Fragen offen sind. Selbst bei gleichen Temperaturen unterscheiden sich die Spektren der Braunen Zwerge deutlich, was die Modelle zur Erklärung ihrer chemischen Zusammensetzung vor Herausforderungen stellt.
Die Studie wurde am 28. September in The Astrophysical Journal veröffentlicht und unterstreicht die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen dieser kalten, dunklen Welten.
- Quelle: Space.com