Es ist mal wieder Zeit, über Sterne zu reden. Die sind nicht nur sehr faszinierend und schön sondern auch in den letzten Tagen überall in den Medien präsent. Da wäre einmal die Geschichte von der dunklen Energie die die Sterne verschwinden lässt und die Entdeckung von Sternen, die so kühl sind, wie man es bisher noch nicht gesehen hatte. Beide Entdeckungen haben die Phantasie der Leute anscheinend ordentlich angeregt und es ist angebracht mal zu klären, worum es wirklich geht.

Da wären zuerst einmal die verschwindenen Sterne. Die natürlich nicht wirklich verschwinden, keine Angst. Die Arbeit um die es hier geht, trägt den etwas unspektakulären Titel “Molecular gas in intermediate-redshift ultraluminous infrared galaxies”. Die Forscher um Robert Braun von der Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) in Australien haben untersucht, wieviel Gas es in diversen, nicht all zu weit entfernten Galaxien gibt. Das klingt erstmal etwas langweilig – ist aber höchst spannend. Denn Sterne entstehen aus großen Gaswolken. Ist in einer Galaxie kein freies Gas mehr übrig, entstehen auch keine neuen Sterne mehr. Die Galaxie wird langsam immer dunkler werden und irgendwann tot sein. Dort wo sich aber viel Gas befindet, können immer wieder neue Sterne entstehen.Sternentstehung ist übrigens eines der wenigen Gebiete in der Astronomie, in der man auch ab und zu auf normale Zahlen trifft. Keine gewaltig unvorstellbaren Werte, sondern Zahlen die wir aus dem Alltag kennen. Zum Beispiel “zehn”. Das ist in etwa die Zahl der neuen Sterne, die in der Milchstrasse pro Jahr entstehen. Im Vergleich mit den hunderten Milliarden Sternen aus denen sie besteht ist das nicht wirklich viel. Die Astronomen wissen zwar, dass früher, kurz nach dem Urknall, viel mehr Sterne entstanden als heute – aber Braun und seine Kollegen wollten genau wissen, wie sich die Sternentstehungsrate im Laufe der Zeit geändert hat. Darum haben sie entfernte Galaxien beobachtet – denn je weiter weg eine Galaxie ist, desto älter jünger ist sie ja auch. Und weil man nun schlecht alle Galaxien ein paar Jahre lang beobachten und die neu entstehenden Sterne zählen kann (dazu müsste man ja erstmal alle Sterne in den Galaxien durchzählen), hat man sich eben die Gaswolken vorgenommen. Je weniger Gas, desto weniger Sterne können dort entstehen.

Große Gaswolken sucht man am besten mit Radioteleskopen. Den die Gaswolken sieht man schwer, aber mit einem Radioteleskop man gut die Signatur von Kohlenmonoxidmolkülen auffangen. Kohlenmonoxid findet sich in fast allen Gaswolken und wenn es durch die Strahlung naher Sterne angeregt wird, strahlt es in Wellenlängen, die Radioteleskope sehen können. Also hat man das 22 Meter große Mopra-Teleskop im australischen Coonabarabran angeworfen und 11 ausgewählte ULIRGS beobachtet. Das sind “ultraluminous infrared galaxies”, also Galaxien, die im infraroten Bereich besonders hell strahlen. Die Galaxien waren zwischen 3 und 5 Milliarden Lichtjahre entfernt – man war also in der Lage zu messen, wie sich die Menge an Gas in den Galaxien in diesem Zeitraum der Vergangenheit geändert hat. Die Daten sahen am Ende so aus:

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Neben den Messungen von Braun und seinen Kollegen in schwarz sieht man hier auch Messungen anderer Astronomen die nähere Galaxien untersucht haben. Auf der X-Achse ist der Abstand der Galaxien aufgetragen (in Milliarden Lichtjahren), auf der Y-Achse die Menge an Gas, die darin gefunden wurde. Man sieht, dass die fernen Galaxien mehr Gas enthalten als die nahen. Heute entstehen also weniger Sterne als früher. Als Ursache vermuten Braun und seine Kollegen die Effekte der dunklen Energie. Das habe ich hier schon mal im Detail erklärt. Also die Astronomen Ende der 1998 gemessen hatten, wie sich die Expansionsgeschwindigkeit des Universums im Laufe der Zeit änderte, fanden sie überraschendes: Anstatt sich immer langsamer auszudehnen, wie man erwartet hatte (weil die Gravitationswirkung der Masse im Universum die Expansion langsam bremst), beschleunigt sich die Ausdehnung! Was genau die dunkle Energie ist, hat man noch nicht herausgefunden. Aber Braun meint, dass es für intergalaktisches Gas immer schwieriger wird, in die Galaxien zu gelangen weil das Universum sich immer schneller ausdehnt. Deswegen steht für die jüngeren Galaxien immer weniger Gas für neue Sterne zur Verfügung. Wir müssen uns aber keine Sorgen machen, dass es bei uns jetzt plötzlich finster wird am Himmel. Für die nächsten Jahrmillionen hat die Milchstrasse noch genug Gas für neue Sterne zur Verfügung. Und in ein circa 2 Milliarden Jahren kollidieren wir ja auch mit der Andromedagalaxie. Das ist nicht so schlimm wie es klingt, die beiden Galaxien werden sich glatt durchdringen und es ist unwahrscheinlich das Sterne kollidieren. Aber dabei wird nochmal das ganze Gas ordentlich durchgewirbelt und die Sternentstehungsrate wird drastisch erhöht.

Soviel zu den verschwindenden Sternen. Und wie sieht es mit den “Sternen auf Zimmertemperatur” aus? Hier ist erstmal unklar, ob es wirklich angebracht ist, von Sternen zu sprechen. Die Objekt um die es geht, sind braune Zwerge. Über die hab ich schon öfter geschrieben, zum Beispiel hier. Ein brauner Zwerg ist ein Himmelskörper, der massiver ist als ein typischer Planet aber nicht so massiv ist wie ein typischer Stern. Ob man ihn jetzt als Planet oder Stern bezeichnet, ist Definitionssache. Die meisten Wissenschaftler sehen braune Zwerge als eigene Klasse an. Denn als Sterne versteht man normalerweise alle Objekte, die selbst Energie durch Kernfusion erzeugen können und das für hinreichend lange Zeit. Damit das klappt, muss der Stern aber schwer genug sein, sonst wird es in seinem Inneren nicht heiß genug. Die dazu nötige Masse liegt etwa beim 80fache der Jupitermasse. Objekte die masseärmer sind, können keinen Wasserstoff zu Helium fusionieren. Sie schaffen es höchstens, Deuterium zu fusionieren – aber Deuterium gibt es kaum in den Sternen, die braunen Zwerge leuchten also nur kurz. Wenn man sich darauf einigt, dass alles als “Stern” bezeichnet wird, was wie ein Stern entsteht, dann sind braune Zwerge eben Sterne, die nicht leuchten. Denn sie enstehen – so wie die Sterne auch – durch den Kollaps einer Gaswolke während die Planeten entstehen, weil sich viele kleine Felsbrocken zu einem großen Himmelskörper zusammenballen. Wer mehr zur Geschichte der Entdeckung der braunen Zwerge wissen will, dem kann ich das Buch “Die Jagd nach neuen Planeten” von Ken Croswell empfehlen (das eigentlich von extrasolaren Planeten handelt und generell sehr gut ist).

Die braunen Zwerge leuchten also kaum. Sie erzeugen auch noch ein bisschen Energie, aber nur, weil sie noch immer unter ihrer eigenen Gravitationskraft kollabieren und dabei Gravitationsenergie in Wärme umwandeln und deswegen im Infrarotbereich strahlen. Je nachdem wie heiß so ein brauner Zwerg ist, unterscheidet man verschiedene Typen. Es gibt M, L, T und Y-Zwerge. M-und L-Zwerge sind am heissesten, sie können noch bis zu 2000 Grad heiß werden. T-Zwerge sind noch bis zu ein paar hundert Grad heiß. Y-Zwerge dagegen sind richtig kalt. Sie sind die kleinsten braunen Zwerge und deswegen auch am kühlsten. Sie haben tatsächlich in etwa Zimmertemperatur! Bis jetzt waren sie aber rein hypothetisch – man hatte keine dieser Objekte gesehen. Das war wenig überraschend: sie sind klein, sie sind dunkel und selbst ihre Infrarotstrahlung ist gering. Aber das Infrarotteleskop WISE, dessen Mission seit Dezember letzen Jahres beendet ist und dessen Daten seitdem ausgewertet wurden, konnte nun nicht nur an die hundert neue braune Zwerge in der Milchstrasse finden, sondern auch sechs Y-Zwerge! Hier ist einer davon:

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Das kleine grüne Ding in der Mitte des Bildes ist WISE 1828+2650. Und natürlich ist es nicht wirklich grün. Wie gesagt, es handelt sich um eine Infrarotaufnahme und die Farben sind künstlich (blau sind kurze Wellenlängen, rot sind lange Wellenlängen). Der Y-Zwerg ist 9 Lichtjahre weit weg (und damit auf der Liste der nächsten Nachbarn der Sonne auf Platz 7) und tatsächlich nur knapp 25 Grad Celsius heiß! Im Vergleich zu den aktuellen Temperaturen in Deutschland also ein schönes kühles Plätzchen 😉 Die restlichen Y-Zwerge die WISE gefunden hat (alle Details gibts hier) sind bis zu 40 Jahre entfernt. Schade nur, dass man die Dinger noch nicht im optischen Bereich beobachten könnte. Denn vielleicht sind die Y-Zwerge violett 😉 Bei so kalten Objekten können verschiedenste Moleküle – Wasser, Methan, etc – in der Atmosphäre existieren und die absorbieren das Licht auf eine Art und Weise, die den Zwerg violett erscheinen lassen könnte. Cool – ein lila (Pseudo)Stern! Und wer weiß vielleicht finden wir ja auch mal einen Y-Zwerg der noch näher ans uns ist, näher als Proxima Centauri, das bisher am nächsten gelegene stellare Objekt. Und dann könnte man da ja vielleicht eine Raumsonde hinschicken… ein bis 2 Lichtjahre müssen doch irgendwie zu schaffen sein! Meine Enkel können dann vielleicht einmal Nahaufnahmen eines lila braunen Zwergs sehen 😉

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Y-Zwerg, künstlerische Darstellung (Bild: NASA/JPL-Caltech)

Übrigens: Mit Planet X/Nibiru haben die Y-Zwerge nichts zu tun. Absolut nichts. Erstens mal gibt es den nicht. Zweitens ist ein brauner Zwerg kein Planet. Er ist VIEL massiver. Das gilt auch für Y-Zwerge. Und wenn sich so ein massives Objekt im Sonnensystem rumtreiben würde, dann würde es durch seine Gravitationskraft die Bahn der bekannten Planeten so stören, dass sie nicht mehr dort am Himmel zu sehen wäre, wo wir es erwarten würde. Auch ein unsichtbarer Himmelskörper (was auf die Y-Zwerge nicht zutrifft, oben ist ja sogar ein Bild von einem!) fällt auf jeden Fall auf. Abgesehen davon ist ein Y-Zwerg immer noch wärmer und damit inherent heller als z.B. Jupiter oder einer der anderen Gasriesen im Sonnensystem – was aber auch egal ist, weil ein Himmelskörper in der Nähe der Sonne immer das Sonnenlicht reflektiert. Und da ein Y-Zwerg größer ist als alle Planeten des Sonnensystems, reflektiert er auch mehr Licht, ist deutlich heller und besser zu sehen.

Kommentare (72)

  1. #1 Bjoern
    25. August 2011

    Auf der X-Achse ist der Abstand der Galaxien aufgetragen, …

    In welchen Einheiten? (ist die Achsenbeschriftung beim raus kopieren verloren gegangen, oder fehlt die schon im Paper selbst?) Nach dem, was drüber steht, könnte die Einheit “Milliarden Lichtjahre” sein; wäre aber sehr ungewöhnlich für ein astronomischen Paper, die verwenden doch normalerweise Gpc?

    …sind bis zu 40 Jahre entfernt.

    Ich denke, da fehlt “Licht”… 😉

  2. #2 perk
    25. August 2011

    bjoern das sieht mir eher nach rotverschiebung aus

  3. #3 SCHWAR_A
    25. August 2011

    @perk:
    Gibt es tatsächlich Beobachtungen im Infraroten jenseits von z=1?

  4. #4 noch'n Flo
    25. August 2011

    @ FF:

    Bei so kalten Objekten können verschiedenste Moleküle – Wasser, Methan, etc – in der Atmosphäre existieren

    Hmm, heisst das, dieser Y-Zwerg wäre ein Kandidat für ausserirdisches Leben? Ich meine: Wasser, andere organische Verbindungen und schnuckelige 25°C – hört sich für mich perfekt an.

  5. #5 Harald Leinweber
    25. August 2011

    Guten Tag!

    In Peter F. Hamiltons “Commonwealth-Zyklus” beobachtet ein Astronom das urplötzliche Verschwinden eines sehr weit entfernten Sterns – von einem Moment auf den anderen.
    Da seine Zivilisation über künstliche Wurmlöcher verfügt (tatsächlich gibt es praktisch keine Raumschiffe – man reist mit der Eisenbahn von Planet zu Planet), ist er in der Lage, den Moment des Verschwindens noch einmal zu beobachten – er überholt praktisch das Licht und beobachtet den Moment des Verschwindens von einem weiter entfernten Punkt.
    Die Menschen beschließen, diesem Phänomen nachzugehen und müssen zu diesem Zweck ein Raumschiff bauen, da kein Wurmloch sie in die Nähe der verschwundenen Sonne bringen kann.
    Ich werde natürlich hier nicht verraten, was da passiert ist.
    Aber bei Florians Artikel musste ich doch an diese spannende und actionreiche Geschichte denken (die ich hiermit ausdrücklich empfehle).

    Vielen Dank für die Aufmerksamkeit

    Harald Leinweber

  6. #6 Alderamin
    25. August 2011

    @Florian

    Je nachdem wie heiß so ein brauner Zwerg ist, unterscheidet man verschiedene Typen. Es gibt M, L, T und Y-Zwerge. M-und L-Zwerge sind am heissesten, sie können noch bis zu 2000 Grad heiß werden.

    M-Zwerge sind doch Hauptreihensterne, Sterne die fusionieren: Rote Zwerge. Nur die Klassen L, T und Y sind m.W.n. braune Zwerge. Oder ist M9 schon ein brauner Zwerg?

  7. #7 Bjoern
    25. August 2011

    @perk: Könnte sein – ich bin halt irritiert, weil direkt drüber etwas von “3 bis 5 Milliarden Lichtjahren” steht, und die gemessenen Punkte von Braun et al. ziemlich genau im Bereich von 3 bis 5 der Rechtsachse liegen… Rotverschiebungen zwischen 3 und 5 ergeben dagegen sicher keine Entfernungen zwischen 3 und 5 Milliarden Lichtjahren!

  8. #8 Alderamin
    25. August 2011

    @Bjoern

    Die x-Achse des Diagramms dürfte die Rotverschiebung sein. Die ist dimensionslos und kann im Gegensatz zur Entfernung direkt gemessen werden. Für die Berechnung der Entfernung muss man hingegen stets Annahmen über die Entwicklung des Hubble-Parameters machen.

  9. #9 Bullet
    25. August 2011

    @Florian:

    Darum haben sie entfernte Galaxien beobachtet – denn je weiter weg eine Galaxie ist, desto älter ist sie ja auch.

    Waren die nicht jünger? Denn wir sehen ja den Zustand der Galaxien zu der Zeit, als das Licht ausgestrahlt wurde … wir sehen in die Vergangenheit.

  10. #10 SCHWAR_A
    25. August 2011

    @Alderamin:

    Oder ist M9 schon ein brauner Zwerg?

    Schau mal hier. Es gibt sogar noch Typ L…

    A propos: Bist Du noch interessiert an diesem hier?

    @all:
    Da im Text eindeutig 3-5 MrdLJ steht und der Ausschnitt mit den schwarzen Markierungen genau diesen Berecih abdeckt, kann für die x-Achse nur MrdLJ gemeint sein.

  11. #11 Steppl
    25. August 2011

    Dann kann ein gewisser Nahrungsmittelkonzern ja bald aufhören Kühe zu belästigen und mit Sternen Werbung machen. Aber, wären die nicht eher schwarz? Die nächste brauchbare Beleuchtungsquelle ist doch Lichtjahre entfernt, würde das bisschen Sternenlicht reichen, um sie optisch zu erkennen?

    Interpretiere ich die Y-Achse eigentlich richtig, Masse des molekularen Wasserstoffs in Sonnenmassen? Lässt sich denn aus Messungen von CO daraus so einfach schließen. Kohlenstoff und Sauerstoff sind ja auch noch Elemente der zweiten Generation, in intergalaktischem Gas sollte es davon nicht viel geben.

  12. #12 Alderamin
    25. August 2011

    Ups, hatte Perks Kommemtar gar nicht gelesen.

    @SCHWAR_A

    z=1 heisst nicht, dass alles im Infraroten liegt, sondern dass die Wellenlänge um 100% verlängert (also verdoppelt) wurde. Damit fällt das UV-Licht in den sichtbaren Bereich. Man kennt heute Objekte bis z=9. Die haben dann wirklich so gut wie nur noch IR-Strahlung.

  13. #13 Alderamin
    25. August 2011

    @SCHWAR_A

    A propos: Bist Du noch interessiert an diesem hier?

    Sorry, ich hatte das gelesen, wusste aber dazu nichts zu sagen, dazu müsste ich selbst mal zeichnen und rechnen. Bin aber derzeit ziemlich beschäftigt und tippe das hier vom Handy aus.

  14. #14 SCHWAR_A
    25. August 2011

    @Alderamin:
    OK, danke, hab’s wirklich bezugslos ausdgedrückt.
    Aber: Die Objekte, um die es hier geht, sind Objekte, die bereits “Infrarot” abstrahlen. Durch ein z=4 wäre deren Spektrum nochmal 5-mal langwelliger, also bereits im µm-Bereich.
    Meine eigentliche Frage ist, ob man überhaupt Gas messen kann, daß soweit entfernt ist?
    Da es bisher keine Daten dazu gibt, bezweifle ich das. Das Interstellare Medium scheint mir die zugehörigen Wellenlängen herauszufiltern…

    müsste ich selbst mal zeichnen und rechnen

    Danke, ich halte die Seite dann mal offen…

  15. #15 Farin
    25. August 2011

    Ich seh schon, in Zukunft gibt es bei jeden Artikle über (relativ) lichtschwache Objekte einen Nibiru-Disclaimer 😉

    was ich an dem Graphen interesant finde: Bei näheren Galaxien sind die Daten nicht mehr so konsistent wie bei den ganz nahen und den sehr weit entfernten. Haben die Autoren erklärt woran das liegt/ leigen könnte ? Vor allem die Daten von Chung et al. sehen fast zufällig gestreut aus.liegt das einfahc daran das die mehr Datenpunkte hatten?

  16. #16 Simon
    25. August 2011

    zur frage der x-Achsen-Einheiten:

    ich hab grad im Paper nachgeschaut, es ist die Look-back Time in Milliarden Jahren.

  17. #17 Alderamin
    25. August 2011

    @SCHWAR_A

    Schau mal hier. Es gibt sogar noch Typ L…

    Hmm, ich hab’ sogar mal was von M12 oder so gehört. Eigentlich sollte man die Grenze zwischen L und M zwischen den roten und braunen Zwergen genau zwischen M und L legen. Aber da die Spektralklasse eine reine Temperaturabstufung ist, kann ggf. ein junger brauner Zwerg auch mal so heiss wie ein später M-Zwerg sein. Und damit ohne Massenbestimmung anhand der Umlaufzeit eines Begleiters ununterscheidbar.

  18. #18 perk
    25. August 2011

    joar sorry für meinen knick in der optik.. hätt ich gleich ins paper geschaut und nicht aufs diagramm wäre das nicht passiert

  19. #19 Alderamin
    25. August 2011

    @SCHWAR_A

    Durch ein z=4 wäre deren Spektrum nochmal 5-mal langwelliger, also bereits im µm-Bereich.
    Meine eigentliche Frage ist, ob man überhaupt Gas messen kann, daß soweit entfernt ist?
    Da es bisher keine Daten dazu gibt, bezweifle ich das. Das Interstellare Medium scheint mir die zugehörigen Wellenlängen herauszufiltern…

    Man kann doch auch im Radiobereich Molekülwolken messen. Mich wundert eh’, dass man hier die Sternentstehungsrate über die Menge des Gases abschätzt. Ich dachte immer, das würde man über den Anteil des blauen und ultravioletten Lichts einer Galaxie machen, weil, hohe Sternentstehungsrate bedeutet, hohe Zahl junger O- und B-Sterne. In den Kugelhaufen gibt’s dagegen bis auf die Blue Stragglers nur rote Sterne, also entsteht da auch nichts mehr neu.

    Vielleicht ist die Methode über die Gasmenge genauer? Oder liefert einfach ein unabhängiges Ergebnis.

  20. #20 SCHWAR_A
    25. August 2011

    @Alderamin:

    kann ggf. ein junger brauner Zwerg auch mal so heiss wie ein später[er] M-Zwerg sein. Und [die sind] damit ohne Massenbestimmung anhand der Umlaufzeit eines Begleiters ununterscheidbar.

    Könnte es sein, daß die Spektren im Vergleich verschieden aussehen, also anderer Verlauf und die eine oder andere Linie existiert im einen, im anderen aber nicht?

    Man kann doch auch im Radiobereich Molekülwolken messen

    Wie weit entfernt sind die denn maximal? Weiter als z=1? OK, ich habe diesen wiki-Beitrag dazu gefunden. Anscheinend ist tatsächlich bei z=1…2 eine Art Maximum zu finden…

    Vielleicht ist die Methode über die Gasmenge genauer

    Ich denke, diese Frage muß ein “Beobachter” beantworten….

  21. #21 Skrazor
    25. August 2011

    Was mich mal interessieren würde: Braune Zwerge sind ja, soweit ich das verstanden habe, sowas wie Sterne, die’s nicht ganz geschafft haben.

    Aber werden sie eigentlich auch von Planeten umkreist? Ich stells mir zwar schwierig vor, das nachzuweisen, weil die ja eigentlich nicht strahlen und somit auch nix verdunkelt werden kann… aber gibts da Theorien/Untersuchungen?

    Und wenn braune Zwerge ja keine vollwertigen Sterne sind, würden dann eventuell diese umkreisende Planeten als Monde gelten?

  22. #22 SCHWAR_A
    25. August 2011

    @Skarazor:
    Schau mal hier.

  23. #23 SCHWAR_A
    25. August 2011

    @Skarazor:
    …und hier

  24. #24 Skrazor
    25. August 2011

    Und wieder mal was dazugelernt. Danke!!! 🙂

  25. #25 Sker
    25. August 2011

    “je weiter weg eine Galaxie ist, desto älter ist sie ja auch”

    das verstehe ich nicht. Woher weiß man das?

  26. #26 SCHWAR_A
    25. August 2011

    @Sker:
    Weil Licht Zeit braucht, um zu uns, dem Beobachter, zu kommen. Also, je weiter entfernt ein Objekt ist, desto mehr Zeit ist vergangen, seit es vom Objekt ausgesandt wurde – desto älter ist das, was wir vom Objekt jetzt sehen.

  27. #27 Alderamin
    25. August 2011

    @Sker

    “je weiter weg eine Galaxie ist, desto älter ist sie ja auch”

    das verstehe ich nicht. Woher weiß man das?

    Eigentlich müsste es heißen: “desto jünger ist sie auch”. Es geht um die Lichtlaufzeit. Wenn Galaxien Milliarden Lichtjahre entfernt sind, dauert es Milliarden Jahre, bis ihr Licht uns erreicht, deswegen sehen wir in zunehmender Entfernung immer jüngere Galaxien, bis hin zu ihrer Entstehungsphase. Wir können somit die Entwicklung der Galaxien zu allen Zeiten überblicken.

    @SCHWAR_A

    Wie weit entfernt sind die denn maximal? Weiter als z=1? OK, ich habe diesen wiki-Beitrag dazu gefunden. Anscheinend ist tatsächlich bei z=1…2 eine Art Maximum zu finden…

    Nur kurz überfolgen. Bei den ULRIGs geht’s aber um re-emmittiertes Licht, das an Staub gestreut wird. Staub ist aber schon mal durch einen Stern durchgegangen, da er Elemente schwerer als Kohlenstoff enthält. Im Artikel oben geht’s aber eher um HII-Regionen, primordiales Gas. Die strahlen bei H-Alpha (dunkelrot) und H-Beta (blau) im visuellen, sowie diversen (Lyman-) Linien im UV. Neutrales, kaltes Gas strahlt wiederum im Radiobereich. Die Dichte des Gases zwischen den Galaxien kann man wiederum an der Absorption solcher Linien messen.

    Könnte es sein, daß die Spektren im Vergleich verschieden aussehen, also anderer Verlauf und die eine oder andere Linie existiert im einen, im anderen aber nicht?

    Hier ging es um die Unterscheidung von roten Zwergen und braunen Zwergen gleicher Temperatur. Nein, die sollten gleiche Spektren haben, weil sie ja beide aus dem gleichen Stoff bestehen (Wasserstoff + Verunreinigungen) und man nur die Oberfläche im Spektrum sieht, da kann man nicht unterscheiden, ob innen Fusion stattfindet, oder nicht. Rote Zwerge sind zwar tief konvektiv, es wäre mir aber neu, wenn man bei ihnen Helium nachweisen würde. Linien von Kohlenstoff, Titan etc. stammen von den Verunreinigungen, nicht aus dem Kern; bei den betreffenden Temperaturen fangen diese Elemente die ersten Elektronen ein und zeigen somit Linien. Das tun sie dann aber bei beiden Sterntypen.

  28. #28 Physiker
    25. August 2011

    @Florian Freistetter:
    Kann es eigentlich passieren, dass ein brauner Zwerg massiver ist als ein selbstleuchtender Stern?
    Die Idee ist mir gekommen, nachdem das Zünden der Kernfusion ja nicht nur einen hohen Druck (d.h. hohe Dichte) sondern auch eine hohe Temperatur erfordert. Wenn nun im Laufe der Sternentstehung die Zündungstemperatur nicht erreicht wurde und dann nachträglich (hinreichend langsam) noch weiteres Gas eingesammelt wurde, dann wären doch theoretisch auch sehr massive braune Zwerge denkbar… oder doch nicht?
    Allerdings würden sich solche braunen Zwerge in einem instabilen Zustand befinden, denn schon der Einschlag eines Kometen könnte die Fusion in Gang setzen und damit wohl eine heftige Explosion auslösen.

  29. #29 mr_mad_man
    25. August 2011

    @noch’n Flo:

    Hmm, heisst das, dieser Y-Zwerg wäre ein Kandidat für ausserirdisches Leben? Ich meine: Wasser, andere organische Verbindungen und schnuckelige 25°C – hört sich für mich perfekt an.

    Die gleiche Frage habe ich auch.

    Ich vermute, die entscheidende Frage dabei ist, ob das Wasser nur als Wasserdampf oder auch flüssig vorkommt, damit sich andere Moleküle darin lösen und mit anderen Molekülen chemische Reaktionen eingehen können. Wasserdampf allein würde wahrscheinlich nicht ausreichen, denn sonst könnte ja in unseren Wolken Leben entstehen. (Das soll jetzt keine Behauptung sein, ich vermute das). Da es sich bei dem Y-Zwerg um einen Gasriesen -bischen mehr als ein Planet aber doch noch kein richtiger Stern- handelt, könnte vielleicht der Druck in der unteren Atmosphäre hoch genug sein, um den Wasserdampf zu verflüssigen, vielleicht gibt es dort auch richtige Meere (?). Eine weitere Frage wäre, ob so ein Y-Zwerg ein Magnetfeld hat, welches vor kosmischer Strahlung schützt; außerdem, ob die 25°C über einen ausreichend langen Zeitraum vorhanden sind.

    Ich gebe zu, dass meine Gedanken hierzu davon inspiriert sind, Leben im All zu entdecken. Wenn Leben prinzipell auf einem Y-Zwerg möglich wäre, dürfte die Wahrscheinlichkeit, dass es Leben im All (außer hier auf der Erde) gibt, doch noch deutlich steigen, denn so weit ich weiß, sucht man Leben nur auf Planeten die sich in einer habitablen Zone befinden, (hinzu kommen noch andere begünstigte Orte wie z. B. der Mond Europa unter dessen Eisoberfläche auch ein Meer vermutet wird).

  30. #30 Alderamin
    25. August 2011

    @Physiker

    Die Idee ist mir gekommen, nachdem das Zünden der Kernfusion ja nicht nur einen hohen Druck (d.h. hohe Dichte) sondern auch eine hohe Temperatur erfordert. Wenn nun im Laufe der Sternentstehung die Zündungstemperatur nicht erreicht wurde und dann nachträglich (hinreichend langsam) noch weiteres Gas eingesammelt wurde, dann wären doch theoretisch auch sehr massive braune Zwerge denkbar… oder doch nicht?

    Nein, das sollte nicht der Fall sein. Im Prinzip bestimmt nur der Druck die Temperatur im Kern, Sterne kollabieren immer vergleichsweise schnell und verlieren dabei auch nicht allzu Wärme nach außen, der Kern ist ja gut abgeschirmt, da strahlt nicht viel ab, während der Stern Masse aufsammelt. Im wesentlichen ist das eine adiabatische Kompression. Jupiter ist heute nach 4,5 Milliarden Jahren innen noch 20000 K heiß, aufgeheizt durch seine Entstehung. Und nur da kann auch die Zündtemperatur bzw. -druck für die Fusion erreicht werden. Ein Kometchen, das an der Oberfläche einschlägt, erwärmt nur ein paar hundert km der Oberfläche, davon merkt der Kern überhaupt nichts.

  31. #31 Wurgl
    25. August 2011

    @mr_mad_man

    Wie viele Jahrmillionen sind zwischen Bildung der Erde (bzw. der Kollision aus der das Erde-Mond-System entstanden ist) und dem ersten Leben entstanden? Die ältesten fossilen Spuren sind 3,5 Mrd Jahre alt. Die Erde selbst wohl 4,5 Mrd Jahre. Da ist 1 Mrd. Jahre dazwischen.

    Kann ein solcher kalter Brauner Zwerg über so lange Zeit eine Temperatur in einem Bereich halten wo organische Moleküle stabil bleiben?

    Generell wissen wir aber noch zu wenig von der Entstehung der ersten Zellen. Wie haben sich Zellwände gebildet? Man liest hier so einiges. Oft sind die Gezeiten durch den damals recht tieffliegenden Mond ein wichtiger Faktor. Gezeiten in ähnlicher Größenordnung sind bei einem Braunen Zwerg nicht zu erwarten.

    Interessieren würde mich noch die erwartete Verteilung von Gas/Staub auf das Zentralsystem und die Planeten. Hat so ein Brauner Zwerg denn überhaupt einen Zentralkörper? Wie groß könnte der sein? Wie würde so ein Zentralkörper nach der kurzen Deuterium-Brennphase aussehen (wenn es diese dort überhaupt gab)? Wenn die Außentemperatur, denn die misst man ja, bei 25° liegt, wie “warm” oder “heiß” wäre der Zentralkörper? Einen Temperaturgradienten wird es wohl geben.

    Ich hab da große Zweifel.

  32. #32 Alderamin
    25. August 2011

    @mr_mad_man

    Vergiss nicht, dass Braune Zwerge wie auch Gasriesen im Wesentlichen aus Wasserstoff bestehen. Alles schwere sinkt dann nach innen, bis auf Gase, die in kleinen Mengen von der Konvektion nach oben mitgenommen werden. Wasser, soweit vorhanden, würde irgendwo in der metallischen Phase des Wasserstoffs in der Nähe des Kerns bei 10^soundsoviel bar und was-weiß-ich-was für Temperaturen landen, vermutlich als exotische Art von Eis. Und nur in Spuren durch die Konvektion auch mal molekülweise nach oben mitgerissen werden.

  33. #33 Wurgl
    25. August 2011

    Nachtrag: mit “Zentralkörper” meinte ich festen Kern.

  34. #34 Physiker
    25. August 2011

    @Alderamin:
    “Nein, das sollte nicht der Fall sein. Im Prinzip bestimmt nur der Druck die Temperatur im Kern, Sterne kollabieren immer vergleichsweise schnell und verlieren dabei auch nicht allzu Wärme nach außen, der Kern ist ja gut abgeschirmt, da strahlt nicht viel ab, während der Stern Masse aufsammelt.”

    Interessant, zu hören, dass der Druck und die Temperatur so stark gekoppelt sind/sein sollen… setzt das aber nicht voraus, dass alle denkbaren Sternentstehungsszenarien sehr ähnlich ablaufen. Ich könnte mir aber gut vorstellen, dass je nach Dichte, Temperatur, Drehimpuls (veränderte Topologie und damit anderes Abstrahlverhalten) der ursprünglichen Gaswolke, nach Jahrmillionen erloschener Lithium-Fusion und ständiger Konvektion (siehe Wikipedia-Artikel zu braunen Zwergen), evtl. spätere Kollisionen mit weiteren Gaswolken (z.B. im Rahmen einer Kollision von Galaxien), sehr individuelle Druck-Temperatur-Verhältnisse im Innern von braunen Zwergen herrschen können.

  35. #35 Bullet
    25. August 2011

    sehr individuelle Druck-Temperatur-Verhältnisse im Innern von braunen Zwergen herrschen können.

    Eigentlich nicht, da der Druck von der Gesamtmasse des Objektes abhängt. Und die Temperatur wieder vom Druck, der auf die Temperatur wirkt. Ein Gleichgewicht eben.

  36. #36 Wurgl
    25. August 2011

    Nö Bullet!

    Nur wenn du in einem Gas gerade mal eben den Druck erhöht hast, dann existiert ein Zusammenhang zwischen Druck und Temperatur. Sonst könntest du keine Gasflasche anfassen.

  37. #37 Alderamin
    25. August 2011

    @Wurgl

    Ein Stern ist aber keine Gasflasche, die mit Druck gefüllt wird und dann einen Temperaturausgleich mit der Umgebung schafft. Die Wärme, die in die Sternentstehung hineingeht ist im wesentlichen und mit wenig Verlust die Arbeit, die die Gravitation an der Masse beim Komprimieren geleistet hat. Und die hängt direkt von der Masse selbst ab (denn es ist ja ihre eigene Gravitation). Je mehr Masse, desto heißer wird es im Kern. Da nicht viel abgestrahlt wird, ist es fast egal, wie langsam oder schnell der Stern kollabiert (Milliarden Jahre dauert es jedenfalls nicht).

  38. #38 Physiker
    25. August 2011

    @Bullet:
    “Eigentlich nicht, da der Druck von der Gesamtmasse des Objektes abhängt. Und die Temperatur wieder vom Druck, der auf die Temperatur wirkt. Ein Gleichgewicht eben.”
    Nochmal extra für Sie:
    Der Druck hängt in erster Näherung nur von der Masse ab.
    Braune Zwerge sind konvektiv, und zwar vollständig.
    Konvektion ist ein sehr effektiver Wärmetransportmechanismus.
    Die Oberfläche strahlt permanent Energie ab.
    Fazit: Der Braune Zwerg kühlt innerhalb von Jahrmillionen/milliarden ab. D.h. die Temperatur hängt nicht vom Druck ab.

  39. #39 frantischek
    25. August 2011

    Wie groß wäre so ein Y-Zwerg ungefähr? Doch nicht viel größer als Jupiter oder?

    Und wie schauts bei den Dingern mit Monden drumherum aus? Würden die stabile Bahnen haben oder weggeblasen werden sobald die Deuterium Fusion zündet? Oder evtl. verschluckt werden nachdem die Fusion verloschen ist?

  40. #40 Alderamin
    25. August 2011

    @Physiker

    Klar, wenn die Braunen Sterne nach ein paar hunderttausend oder Millionen Jahren entstanden sind, dann kühlen sie von da an langsam ab, und werden umso kühler, je älter sie sind. Deswegen sind die frisch entstandenen am einfachsten zu entdecken.

    Mir ging es aber darum, dass sie während der Entstehung nicht wesentlich abkühlen, d.h. die Anfangsbedingungen immer gleich sind. Wenn ein Brauner Zwerg eine bestimmte Masse hat, dann zündet er, wenn nicht, dann nicht. In gewissem Maße spielt noch eine Rolle, wieviel Metalle er enthält, aber nicht, wie schnell er komprimiert. Je nach Metallizität ab 75 bis 90 Jupitermassen wird ein fusionierender Stern draus, das ist eine Toleranz von +/- 10%.

  41. #41 Alderamin
    25. August 2011

    @frantischek

    Wie groß wäre so ein Y-Zwerg ungefähr? Doch nicht viel größer als Jupiter oder?

    Ja, evtl. sogar noch etwas kleiner, die sind alle ähnlich groß.

    Und wie schauts bei den Dingern mit Monden drumherum aus? Würden die stabile Bahnen haben oder weggeblasen werden sobald die Deuterium Fusion zündet? Oder evtl. verschluckt werden nachdem die Fusion verloschen ist?

    Monde wären Planeten, und die sollten durchaus stabile Bahnen haben. Wenn Fusion zündet, wird der Planet nicht weggeblasen. Ob dann Flares entstehen wie bei M-Sternen, die gerne starke Flares aussenden, weil sie konvektiv sind, hängt wohl davon ab, wie heiß die oberen Schichten werden und ob diese ein leitendes Plasma bilden, oder nicht. Flares würden jedenfalls einen Planeten in nächster Nähe ungemütlich machen.

    Schon Rote Zwerge sind keine gut geeigneten Muttersterne für belebte Planeten, da die habitable Zone so schmal ist, dass der Planet dort gebunden rotieren wird. In einem Paper, was ich neulich mal hier zitiert hatte, betrachtete man nur F-K-Sterne als brauchbare Muttersterne. Braune Zwerge sind ja noch kälter als M-Sterne, das macht sie nur noch ungeeigneter. Zumal sie ja dann irgendwann abkühlen. Für höheres Leben wird es wohl ein paar Milliarden Jahre stabiler Temperaturen bedürfen.

  42. #42 Florian Freistetter
    25. August 2011

    @Bjoern: “uf der X-Achse ist der Abstand der Galaxien aufgetragen, … In welchen Einheiten? “

    Tatsächlich in Millionen Lichtjahren… “Lookback Time” nannten die das. Sorry, das ist beim kopieren wirklich verschwunden.

    @nochnFlo: “Hmm, heisst das, dieser Y-Zwerg wäre ein Kandidat für ausserirdisches Leben?”

    Naja – es ist immer noch ein Gasriese… das wird schwierig, zumindest für Leben so wie wir es kennen.

    @Alderamin: “Oder ist M9 schon ein brauner Zwerg?”

    Naja, die Grenzen sind – wie immer – fliessend 😉 Sowohl nach uben wie nach unten zu den Planeten hin.

    @Skrazor: “Aber werden sie eigentlich auch von Planeten umkreist? Ich stells mir zwar schwierig vor, das nachzuweisen, weil die ja eigentlich nicht strahlen und somit auch nix verdunkelt werden kann… aber gibts da Theorien/Untersuchungen? “

    Doch, das kanns schon geben. Hat man auch entdeckt, glaub ich – hab aber grad keinen Link parat.

    @Physiker: Ein brauner ZWerg der genug Material einsammelt um groß genug zu werden, fängt irgendwann zwangsläufig an zu fusionieren.

  43. #43 Physiker
    25. August 2011

    @Alderamin:
    “Mir ging es aber darum, dass sie während der Entstehung nicht wesentlich abkühlen, d.h. die Anfangsbedingungen immer gleich sind.”
    Genau das wundert mich, deshalb habe ich ja auch einige Möglichkeiten genannt, die zu unterschiedlichen Anfangsbedingungen führen könnten:
    a) Gibt es nicht heisse und kalte Gaswolken? Das sollte doch einen Einfluss auf die Temperatur des entstehenden Braunen Zwergs haben.
    b) Eine stärker rotierende Gas-Scheibe ist abgeflachter als eine weniger stark rotierende. Die unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeit führt zu einem unterschiedlichen Oberfläche/Volumen-Verhältnis und damit zu einem unterschiedlich schnellen Abkühlen und womöglich auch zu einer unterschiedlich langen Entstehungsphase.
    c) Was spricht dagegen, dass ein bereits (fast) vollständig ausgekühlter Brauner Zwerg durch ein Sternentstehungsgebiet fliegt und dabei Gas aufsaugt, dabei deutlich an Masse gewinnt, die Temperatur aber deutlich unterhalb dessen bleibt, was man von einem frisch entstandenen Stern erwartet.

    “Wenn ein Brauner Zwerg eine bestimmte Masse hat, dann zündet er, wenn nicht, dann nicht.”
    Das aus der Plasmaphysik bekannte Fusionskriterium besagt, dass das Produkt aus Dichte, Temperatur und Einschlusszeit einen bestimmten Wert überschreiten muss, damit die Fusion einsetzt. Wenn nun aus obigen Gründen (sofern diese plausibel sind) die Temperatur zu niedrig ist, dann könnte doch trotz überschreiten einer bestimmten Masse ein Brauner Zwerg nicht zünden.

  44. #44 rolak
    25. August 2011

    Tatsächlich in Millionen Lichtjahren…

    Ehrlich? Nicht vielleicht doch in Milliarden? Kurz vorher steht nämlich:

    Die Galaxien waren zwischen 3 und 5 Milliarden Lichtjahre entfernt

    was zu den Datenpunkten paßt; und in dem paper ist ebenfalls von Gyr die Rede.

  45. #45 Silvio Geisler
    25. August 2011

    Die Hälfte der entdeckten braunen Zwerge stellen sich bei näherer Betrachtung ganz sicher als Dyson-Spähren heraus.

    🙂

    Aber mal ernsthaft: Könnte man auf diese Weise solche Sphären aufspüren? Strahlen die theoretisch Wärme ab?

  46. #46 Florian Freistetter
    25. August 2011

    @Silvio: “Könnte man auf diese Weise solche Sphären aufspüren? “

    Könnte man – hat man sogar schon probiert 😉

    http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2008/12/die-sonne-einpacken-auf-der-suche-nach-dysonspharen.php

  47. #47 stillerleser
    25. August 2011

    Tatsächlich in Millionen Lichtjahren…
    Ehrlich? Nicht vielleicht doch in Milliarden? Kurz vorher steht nämlich:
    Die Galaxien waren zwischen 3 und 5 Milliarden Lichtjahre entfernt
    was zu den Datenpunkten paßt; und in dem paper ist ebenfalls von Gyr die Rede.

    Also Millionen LJ können es sicher nicht sein. Andromeda als nächstgelegene große Galaxie ist doch schon 2 Mio LJ weg. Viele grüne Datenpunkte wären dann ja innerhalb unserer Milchstraße und die restlichen grünen und pinkfarbenen zw. Milchstraße und Andromeda….

  48. #48 Florian Freistetter
    25. August 2011

    Es sind Milliarden Lichtjahre. Sorry. Tippfehler.

  49. #49 stillerleser
    25. August 2011

    Oh sehe gerade Florian hat es korrigiert…

  50. #50 mr_mad_man
    25. August 2011

    @Wurgl und @Alderamin: Danke für eure Einschätzungen. Tja, so ist das, da lese ich was von Wasser auf einem Himmelskörper und bin gleich Feuer und Flamme: hey, Leben auf ‘nem braunen Zwerg wäre möglich. Da mir klar war, dass “exotische Art von Eis” nicht Mango/Maracuja bedeutet, und mir nicht klar war was “metallische Phase des Wasserstoffs” ist, habe ich diese Wissenslücken erst einmal geschlossen und dabei etwas über den Aufbau von Gasplaneten erfahren. Meine Euphorie was die Möglichkeit von Leben auf Gasplaneten oder Y-Zwergen angeht ist zwar nun verflogen, aber das ist nicht schlimm. Denn irgendwie freue ich mich trotzdem. Florian schrieb ja: “Bis jetzt waren sie aber rein hypothetisch – man hatte keine dieser Objekte gesehen.” Der erste entdeckte seiner Art ist wohl dieser WISE 1828+2650. Das finde ich immer sehr beeindruckend, wenn die Wissenschaft sagt, es könnte ein Gebilde geben, welches diese und jene Eigenschaft hat, und dann findet man tatsächlich so ein Ding. Müsste doch eigentlich ein großer Tag in der Astronomie sein.

  51. #51 engeltr
    25. August 2011

    Idee: Wir nennen WISE 1828+2650 einfach um in Planet X und senden dann eine Erkundungsmission los, die aus den ganzen Weltuntergangshysterikern besteht…

    Aber ernsthaft eine Frage (weil ich dazu nichts gefunden habe): Gibt es eigentlich einen Sternenkatalog, der die Sterne nicht mit “zufälligen” Katalognummern (wie eben WISE 18…), sondern mit Angaben zur räumlichen Anordnung bezeichnet? Also z.B. man unterteilt den Raum in Quadranten (jaja :p) und kann dann anhand des Namens schon abschätzen, wo ungefähr der Stern (Planet…) ist?

  52. #52 Alderamin
    25. August 2011

    @Physiker

    a) Gibt es nicht heisse und kalte Gaswolken? Das sollte doch einen Einfluss auf die Temperatur des entstehenden Braunen Zwergs haben.

    Sterne entstehen in Dunkelwolken. Die schirmen Strahlung von außen ab, und das für Millionen Jahre. Die gehören zu den kältesten Orten des Universums. Wenn junge heiße O-und B-Sterne entstehen, heizen sie das Gas auf, ionisieren es, und treiben es ziemlich schnell auseinander. Aber zunächst entstehen die Sterne aus kaltem, neutralem Gas. Außer in den ionisierten HII-Regionen ist das Gas im Weltall fast überall kalt. Und das heiße Gas hat ja auch mehr inneren Druck und kollabiert nicht so bereitwillig.

    b) Eine stärker rotierende Gas-Scheibe ist abgeflachter als eine weniger stark rotierende. Die unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeit führt zu einem unterschiedlichen Oberfläche/Volumen-Verhältnis und damit zu einem unterschiedlich schnellen Abkühlen und womöglich auch zu einer unterschiedlich langen Entstehungsphase.

    Das Gas wird ja erst richtig heiß, wenn es in den Gravitationstrichter fällt und im Stern komprimiert wird. Ein wenig mag durch Strahlung verloren gehen, ich kann das nicht ausrechnen, ich denke aber, dass die meiste Wärme im Stern isoliert wird. Die größte Hitze entsteht ja im Zentrum. Ob der Stern jetzt ein bisschen platter ist oder weniger, spielt da kaum ein Rolle.

    c) Was spricht dagegen, dass ein bereits (fast) vollständig ausgekühlter Brauner Zwerg durch ein Sternentstehungsgebiet fliegt und dabei Gas aufsaugt, dabei deutlich an Masse gewinnt, die Temperatur aber deutlich unterhalb dessen bleibt, was man von einem frisch entstandenen Stern erwartet.

    Ich hab’ noch nie gehört, dass ein Stern im Weltraum aus einer Wolke Gas auffängt. Florian, hast Du das schon mal gehört? Normalerweise kollabiert eine solche Wolke in sich und bildet dann Sterne aus sich, die relativ zur Wolke praktisch in Ruhe sind. Dabei verdichtet sie sich lokal. Dann müsste der braune Zwerg zufällig in eine Bok-Globule hinenwandern und dann dort Millionen Jahre verharren, bis er genug Masse um sich versammelt hat. Diese Globulen sind ein Lichtjahr oder kleiner, die muss man erstmal treffen, und darin verharren wird ein hineinwanderndes Objekt auch nicht. Die Wolke müsste sich um das Objekt herum verdichten. Aber wie will man das dann erkennen? Ob der Stern schon vorher da war als Brauner Zwerg, oder er erst in der Wolke entstanden ist.

    Was geht ist, dass ein Stern von seinem Nachbarn, der zum Roten Riesen wird, Materie auffängt und dann selber zündet. Das ist dann eine Nova, die zündet aber interessanterweise nahe der Oberfläche; dabei handelt es sich in allen bekannten Fällen aber um Hauptreihensterne, die bereits fusionieren. Möglicherweise könnte dadurch ein Brauner Zwerg gezündet werden, hab’ ich aber noch nicht gehört.

    Wenn nun aus obigen Gründen (sofern diese plausibel sind) die Temperatur zu niedrig ist, dann könnte doch trotz überschreiten einer bestimmten Masse ein Brauner Zwerg nicht zünden.

    Das Argument dagegen ist, dass eigentlich immer die Ausgangsbedingungen gleich oder sehr ähnlich sind. Nur in sehr exotischen Fällen, siehe Roter Riese, ist das möglicherweise anders. Die Entwicklung der Braunen Zwerge verläuft aber normalerweise so ähnlich, dass man aus Temperatur und Masse das Alter schätzt. Was auch für weiße Zwerge gilt. Deswegen ist der Fall, eines kühlen Braunen Zwergs, der dann noch einmal Masse aufsammelt, ziemlich selten zu erwarten. Aber Novae gibt’s auch, also mag es auch Braune Zwerge geben, die durch ihren Doppelsternpartner zum Selbstleuchten gebracht werden.

  53. #53 Heinz
    25. August 2011

    Hallo,
    @FF:”Und da ein Y-Zwerg größer ist als alle Planeten des Sonnensystems…”
    Ist das so? Ich hab mal gehört, dass braune Zwerge alle ungefähr die Größe von Jupiter herum haben (was natürlich nix daran ändert, dass man das Ding sehen müsste wenn es denn existieren würde)

  54. #54 Wurgl
    25. August 2011

    @Heinz: Gleich der erste Satz beantwortet deine Frage http://de.wikipedia.org/wiki/Brauner_Zwerg

  55. #55 Chris
    25. August 2011

    Hey,

    @nochnFlo: “Hmm, heisst das, dieser Y-Zwerg wäre ein Kandidat für ausserirdisches Leben?”
    Naja – es ist immer noch ein Gasriese… das wird schwierig, zumindest für Leben so wie wir es kennen.

    So als Spinnerei wäre das dann ein Kandidat für einen Planeten in Satoshi Urushiharas Plastic Little. Der Planet hat ein “Wolkenmeer”, flüssiges aber eben sehr dünnes “Wasser” (nicht näher benannt) in dem auch sehr seltsame große Tiere leben, es gibt fiese Strömungen und wer zu stark in Richtung Planetenmitte fährt wird zerquetscht.
    Die Menschen leben auf künstlichen Inseln die dank äh “Antigravitationsgeneratoren” nicht untergehen, er lässt sich über die Generatoren nicht aus, man kann es also einfach hinnehmen und die Fragen runter schlucken. 😉

    Ich muss aber zugeben das ich bezweifel, dass Urushihara an die hier besprochenen Dinge gedacht hat als er Plastic Little schrieb, trotzdem guter Comic.

    Ich nehme an man findet die braunen Zwerge auch über das Licht das sie als Schwarzer Körper abstrahlen und nicht nurüber di Reflexion naher “richtiger” Sterne.

    Das würde einem Nibiru Plant hier zusätzlich mächtig den Wind aus den Segeln nehmen, denn selbst recht kalte Stern könnte man mit üblichen CCD/CMOS Detektoren aufnehmen.
    Gut die 25°C Planeten emittieren nur noch bis etwa 5µm (ich gebs zu ich musste gucken 😉 ) das geht mit Standardgerät nicht mehr.

  56. #56 Alderamin
    25. August 2011

    @Chris

    +25°C ist ja schon glühend heiß im Vergleich zum kosmischen Hintergrund von 3K. Mit Infrarotsensoren geht man heute bis in den Millimeterbereich und Temperaturen knapp über dem absoluten Nullpunkt. Auf denen leuchtet ein Brauner Zwerg im Sonnensystem heller als alles außer der Sonne selbst.

  57. #57 Florian Freistetter
    26. August 2011

    @engeltr: “Also z.B. man unterteilt den Raum in Quadranten (jaja :p) und kann dann anhand des Namens schon abschätzen, wo ungefähr der Stern (Planet…) ist?

    Ne, sowas wäre mir nicht bekannt. Es ist ja auch schwer, die Entfernung zu bestimmen, von den meisten Sternen in den Katalogen kennt man die gar nicht. Ich glaube der Gliese-Katalog ist einer speziell für sonnennahe Sterne, wenn ich mich richtig erinnere.

  58. #58 SCHWAR_A
    26. August 2011

    @Alderamin:

    Ein wenig mag durch Strahlung verloren gehen, ich kann das nicht ausrechnen, ich denke aber, dass die meiste Wärme im Stern isoliert wird. Die größte Hitze entsteht ja im Zentrum.

    Man stelle sich eine Zentralkugel mit Radius r_0 vor, die eine bestimmte Energie E_0 besitzt. Von ihrer Oberfläche strahle die eine Hälfte seiner Energie nach innen, die andere Hälfte nach außen. Von der nach außen strahlenden Energie wird bei verdoppeltem Radius 2r_0 wiederum die eine Hälfte nach innen, die andere nach außen gestrahlt. Und so weiter…

    Wir sehen, daß ein Stern mit Radius r sehr wenig Energie über seine Hülle nach außen abstrahlt und fast alle Energie nach innen gestrahlt wird. So gesehen verliert das Zentrum sogar nur gaaanz langsam Energie.

    Die obige Rechnung kann man auch über ein Integral lösen, dann wird man auch unabhängig von den Verdopplungen – die dienten ja nur der einfacheren Vorstellung…

  59. #59 Wurgl
    26. August 2011

    @SCHWAR_A:

    *räusper* http://de.wikipedia.org/wiki/Brauner_Zwerg#Temperaturtransport
    Sie sind vollständig konvektiv,…
    Da ist wohl ein anderes Formelwerk zu Rate zu ziehen.

    Und noch zu Alderamin (16:41): Okay, die Erwärmung durch Gravitation hab ich total vergessen, aber die hört wohl irgendwann auf, beliebig lässt sich auch Gas nicht komprimieren. Speziell bei dem einen Exemplar mit 25° an der Oberfläche… Außerdem hab ich noch diesen Aggregatszustand von extrem verdichteten Wasserstoff nicht bedacht. Merci für die Aufklärung.

  60. #60 Alderamin
    26. August 2011

    @Wurgl

    Ok, das mit der Konvektion sehe ich ein, aber im Artikel steht auch, dass die Abkühlung erst mit dem Ende der Akkretion einsetzt. Ich denke, die Akkretion setzt so viel mehr Wärme frei als die Abstrahlung loswerden kann, dass die Abstrahlung während der Akkretion vernachlässigbar ist. Danach ist der braune Zwerg dann “fertig” und ähnelt einem anderen braunen Zwerg gleicher Masse sehr stark, bis auf die Metallizität, die laut Wiki-Artikel einen Einfluss auf die kritische Fusionsmasse hat, aber auch nur +-10%. Von der Geschwindigkeit der Akkretion hängt diese offenbar nicht ab.

  61. #61 SCHWAR_A
    26. August 2011

    @Wurgl:
    Vielen Dank, daß das bei braunen Zwergen anders ist, ist mir tatsächlich nie aufgefallen… Ägän sammwot löant.

  62. #62 Wurgl
    26. August 2011

    @Alderamin

    Jo! Klar. Ich will auch nicht massiv widersprechen. Nur wenn das Ding außen nur mehr 25° hat, dann hab ich ein Vorstellungsproblem mit einer Kerntemperatur bei 6- oder 7 stelligen Zahlen¹. Diese Dinger können ja “unbegrenzt” alt werden und haben damit gewaltig Zeit um abzukühlen. Ein Hinweis ist auch bei Wikipedia zu finden: Man wendet die Spektralklassen deshalb auch auf Braune Zwerge an, wobei diese allerdings keine direkte Aussage über die Masse, sondern nur über die Kombination von Masse und Alter liefert. (fette Markierung von mir).

    ¹) Warum Vorstellungsproblem? Weil ich Naivling mir den Temperaturverlauf als nichtlineare Abnahme von innen nach außen vorstelle, mit einer asymptotischen Annäherung an 0°K (oder von mir aus an die 2,7x °K der Hintergrundstrahlung). Wenn ich nun die Außentemperatur erhöhe, dann steigt die dazu notwendige Temperatur im Kern deutlich höher. Ein Brauner Zwerg mit 200° Außentemperatur wird im Kern wohl nicht nur um 175° wärmer sein, als ein Zwerg mit 25°. Hab gestern ein wenig gesucht, aber nichts dazu gefunden.

  63. #63 SCHWAR_A
    26. August 2011

    @Wurgl:

    Sie sind vollständig konvektiv

    Hmm, ich glaube, ich hab’s doch noch nicht ganz verstanden. Heißt “vollständige Vermischung” nicht, daß auch die Temperatur überall (einigermaßen) gleich sein müßte?

    Andererseits kommt Konvektion ja gerade wegen der Temperatur-Unterschiede so richtig in Fahrt.

    Wie ist der Temperatur-Gradient in so einer Umgebung? Eher linear oder eher exponentielll?

  64. #64 Alderamin
    26. August 2011

    @SCHWAR_A

    Heißt “vollständige Vermischung” nicht, daß auch die Temperatur überall (einigermaßen) gleich sein müßte?

    Nein, dann gilt ja wieder die adiabatische Expansion, die das Gas abkühlt. Deswegen ist es oben in der Erdatmosphäre ja auch kälter als unten: die aufsteigende Luft verliert an Druck und kühlt dadurch ab. Eine vom Kern aufsteigende Blase im Braunen Zwerg wird auf dem Weg nach oben demnach gewaltig abkühlen, ohne eigentlich Wärme zu verlieren. Die Wärme verteilt sich lediglich auf mehr Volumen.

    Wie ist der Temperatur-Gradient in so einer Umgebung? Eher linear oder eher exponentielll?

    Da der Druck, wenn er irgendwie noch der barometrischen Höhenformel gehorcht, exponentiell abfällt, wohl eher exponentiell. Allerdings nimmt die Schwerkraft zum Zentrum hin linear ab, d.h. die Höhenformel gilt schon mal nicht exakt wie auf der Erde, und dazu kommt noch die Entartung, da bin ich leider überfragt.

    @Wurgl

    die Erwärmung durch Gravitation hab ich total vergessen, aber die hört wohl irgendwann auf, beliebig lässt sich auch Gas nicht komprimieren.

    Das stimmt, aber das dauert sicherlich seeehr lange. Wenn man bedenkt, dass Jupiter durch den sogenannten “Kelvin-Helmholtz-Mechanismus” heute noch fast so viel Energie gewinnt, wie er von der Sonne erhält, wieviel mehr mag der Prozess bei einem viel schwereren und dichteren Braunen Zwerg freisetzen?

  65. #65 Bjoern
    26. August 2011

    @Alderamin:

    Nein, dann gilt ja wieder die adiabatische Expansion, die das Gas abkühlt. … Da der Druck, wenn er irgendwie noch der barometrischen Höhenformel gehorcht, exponentiell abfällt, …

    ‘tschuldigung, aber da ist ein Widerspruch: die Herleitung der barometrischen Höhenformel (die exponentiell abfallenden Druck ergibt) setzt eine konstante Temperatur voraus. Den allgemeinen Fall könnte man jetzt lang und breit vorrechnen, aber wozu gibt’s Wikipedia… 😉
    http://de.wikipedia.org/wiki/Barometrische_H%C3%B6henformel#Atmosph.C3.A4re_mit_linearem_Temperaturverlauf

  66. #66 Alderamin
    26. August 2011

    @Bjoern

    Danke für den Hinweis.

    Da steht allerdings:

    “folgt sofort die lineare Temperaturabnahme gemäß…”

    Also nicht konstante Temperatur, sondern linearer Temperaturverlauf. Exponentiell ist jedenfalls falsch, habe ich verstanden. Wo’s jetzt gesagt wird, ich habe ja auch mal in der Schule gelernt, dass die Temperatur pro hundert m Höhe um ca. 1 Grad abnimmt (laut Wiki sind es aber nur 0,6-0,8 K).

  67. #67 Bjoern
    26. August 2011

    @Alderamin:

    Also nicht konstante Temperatur, …

    Äh, ja, genau das sagte ich doch auch…?

  68. #68 Alderamin
    26. August 2011

    @Bjoern

    Ich las oben bei Dir “die Herleitung der barometrischen Höhenformel […] setzt eine konstante Temperatur voraus” und interpretierte das so, als wenn die Temperatur über die Höhe konstant wäre. Entweder meintest Du, einen konstanten Temperaturgradienten, eine konstante Wärmemenge, oder ich verstehe nur Bahnhof…

  69. #69 Bjoern
    26. August 2011

    @Alderamin: ‘tschuldigung, war wohl zu knapp gehalten. Was ich meinte, war: der Druck nimmt nur dann exponentiell mit der Höhe ab (“barometrische Höhenformel”), wenn die Temperatur konstant wäre. Da die Temperatur aber offensichtlich nicht konstant ist (wie du ja selbst schon sagtest, kühlt das Gas ja adiabatisch ab), nimmt der Druck auch nicht exponentiell mit der Höhe ab. (sondern eben so wie im Wiki-Artikel beschrieben)

  70. #70 Heinz
    27. August 2011

    @Wurgl: Im ersten Satz steht nur was von der Masse, aber weiter unten bei der Größe steht:
    ” Die schwache reziproke Massenabhängigkeit der Braunen Zwerge führt zu einem über den gesamten Massenbereich annähernd konstanten Radius, der in etwa dem Jupiterradius entspricht, wobei die leichteren Braunen Zwerge größer sind als die schwereren.” => ein brauner Zwerg ist also ungefähr so groß wie Jupiter und nicht wesentlich größer.

  71. #71 SCHWAR_A
    28. August 2011

    @Alderamin & Bjoern:
    Vielen Dank, sehr aufschlußreich.

  72. #72 Wurgl
    28. August 2011

    Das ist echt verwirrend mit der Temperatur des Kerns.

    So ganz adiabatische Temperaturverteilung wird es wohl nicht sein, denn von irgendwo muss ja der Antrieb der Turbulenzen kommen.

    Im Wikiartikel steht, dass die Wasserstoffusion bei 3 Mio Grad einsetzt, die Lithiumfusion bei 2 und zur Deuteriumfusion find ich keine Angabe, nur eben kälter als bei Lithiumfusion.

    Jetzt schreibt Heinz: ein brauner Zwerg ist also ungefähr so groß wie Jupiter und nicht wesentlich größer. Sind also alle ungefähr gleich groß.

    Parallel dazu ist die Masse im Bereich bis zu 13 Jupitermassen (bzw. wenn man solche mit ausgebranntem Deuterium auch nehmen bis ca. 65 Jupitermassen).

    Die maximale Temperatur im Kern ist offenbar abhängig von der Masse, sonst gäbe es ja keine Zündung der Fusion — wobei die Fusionstemperatur laut Wikipedia auch von Druck abhängig ist (laut Wiki: Wasserstofffusion auf der Erde bei 100 Mio Grad, in der Sonne bei 10 Mio Grad http://de.wikipedia.org/wiki/Kernfusion#Stellare_Kernfusion).

    Also kann man davon ausgehen, dass die Temperatur im Kern eines Braunen Zwerges von ???? bis 1,? Mio Grad variiert. Außen offenbar von 25° (ich nehmen an Celsius und nicht Kelvin) bis 2900 °K.

    Das sind, soferne ich Fakten und nicht Quark gesammelt hab, mal die Randbedingungen.