In der Nachbarschaft der Sonne ist wieder etwas los! Am nächsten zur Sonne sind immer noch das Proxima Centauri und das Alpha-Centauri-System in knapp 4 Lichtjahren Entfernung. Der zweitnächste Stern ist immer noch Barnards Stern in knapp 6 Lichtjahren Entfernung. Und danach kommt eigentlich der Stern Wolf 359 (übrigens der Stern, wo bei Star Trek die große Schlacht zwischen Föderation und den Borg geschlagen wurde) in 7,8 Lichtjahren Entfernung. Nun aber hat der Astronom Kevin Luhman von der Pennsylvania State Universität zwei Himmelskörper entdeckt, die uns näher sind als Wolf 359. Zwei braune Zwerge sind nur 6,5 Lichtjahre von der Sonne entfernt. Ein so naher extrasolarer Himmelskörper wurde seit fast 100 Jahren nicht mehr entdeckt (im Jahr 1916 wurde Barnards Pfeilstern gefunden). Aber warum eigentlich? Sollte es nicht besonders einfach sein, Himmelskörper zu entdecken, die so nahe sind?

Das Problem an der Sache ist, dass wir den Himmel im Wesentlich in 2D sehen. Wenn wir von der Erde aus nach oben blicken, dann sehen wir einen schwarzen Himmel und darauf jede Menge helle Punkte. Und ganz zwangsläufig ergibt sich das Bild von der “Himmelskuppel”, die unsere Erde überspannt und auf der sich die Sterne befinden. Diese Sichtweise entspricht natürlich nicht der Realität (obwohl es in gewissen Bereichen immer noch sinnvoll ist, die Welt so zu betrachten), aber man kann verstehen, warum die Menschen in der Antike genau das für die Realität gehalten haben. Denn wenn wir den Himmel betrachten, haben wir keinen Sinn für die Entfernung. Die hellen Punkte können nahe sein oder ganz fern – so ohne weiteres lässt sich das nicht entscheiden. Auch nicht, wenn man durch ein Teleskop schaut. Man kann mit den besten Teleskopen jedes noch so schwache Licht am Himmel fotografieren und wird deswegen trotzdem nicht entdecken, welche der Erde besonders nahe sind und welche nicht. Entfernungsbestimmung ist knifflig.

Aber natürlich nicht unmöglich. Will man besonders nahe Sterne suchen, dann beobachtet man ihre Eigenbewegung. Denn auch wenn es so aussieht: Die Sterne stehen nicht still, sondern bewegen sich durch die Milchstraße. Die Sonne zum Beispiel mit ungefähr 200 Kilometer pro Sekunde! Aber da die Entfernungen zwischen den Sternen so groß sind, ist diese Bewegung ohne genau Messungen nicht zu sehen. Aber wenn man diese Messungen durchführt, kann die Ergebnisse benutzen, um zumindest einen groben Überblick über die Entfernungen zu gewinnen. Denn nahe Sterne zeigen eine schnellere Eigenbewegung als ferne Sterne. Nicht weil sie schneller sind, sondern weil sie schneller erscheinen. Das ist der gleiche Effekt, den man auch auf der Autobahn hat: Die Leitplanken in unmittelbarer Nähe des Autos sausen schnell vorbei, die fernen Berge dagegen scheinen sich nur langsam zu bewegen.

Findet man also Himmelskörper mit einer großen Eigenbewegung, ist die Chance groß, dass es sich auch nahe Himmelskörper handelt. Solche Suchen hat man natürlich in der Vergangenheit schon durchgeführt. Aber es lohnt sich immer, nochmal genauer nachzusehen. Besonders, wenn man neue Instrumente zur Verfügung hat. Zum Beispiel das Weltraumteleskop WISE. Das hat den Himmel zwischen 2009 und 2011 komplett kartografiert und zwar im infraroten Licht. Das eignet sich besonders gut, um kleinere Himmelskörper zu finden, die nicht hell leuchten wie Sterne, sondern vielleicht ein wenig kühler sind und nur im infraroten Bereich leuchten.

Vor allem aber hat WISE den Himmel mehrmals komplett vermessen. Für eine komplette Durchmusterung braucht WISE 6 Monate. Das Teleskop war 13 Monate aktiv, hat also zwei ganze Durchmusterungen geschafft und eine dritte begonnen. Und nun kann man natürlich schauen, ob sich ein paar der Lichtpunkte in der Zwischenzeit bewegt haben! Das war natürlich bei sehr vielen der Fall – denn WISE hat auch nach Asteroiden gesucht und die bewegen sich ebenfalls schnell. Aber Kevin Luhman hat die Asteroiden ignoriert und sich den Rest angesehen. Und hat dort ein sehr interessantes Objekt gefunden!

Es trägt den Namen WISE J104915.57-531906 (ja, die Bezeichnungen in solchen Katalogen sind meistens nicht sehr eingängig…). Und es hat sich zwischen den einzelnen Aufnahmen deutlich bewegt – so deutlich, dass die Eigenbewegung auf ein sehr nahes Objekt hindeutet. Luhman hat daraufhin in den Archiven nach alten Aufnahmen gesucht, auf denen sich dieses Objekt auch befinden müsste und wurde tatsächlich fündig. Er konnte so den Weg von WISE J104915.57-531906 bis ins Jahr 1978 zurück verfolgen. So sieht die Bewegung am Himmel aus:

Aber noch wusste Luhman nicht, was das genau für ein Objekt ist. Ein Stern? Welche Art von Stern? Um das herauszufinden hat Luhman den Stern in ein Farben-Helligkeitsdiagramm beziehungsweise ein Farben-Farben-Diagramm eingetragen. Solche Diagramme sind Variationen des berühmten Hertzsprung-Russell-Diagramms (HRD). Sterne werden dort anhand ihrer Helligkeit bzw. ihrer Farbe/Temperatur klassifiziert. Im HRD kann man zwischen normalen Sternen unterscheiden, zwischen roten Riesen und weißen Zwergen, und so weiter. So sehen die Diagramme von Luhman aus (aus Luhman 2013):

colmag

Die oberen beiden Bilder sind Farben-Farben-Diagramme. Man beobachtet das Objekt in verschiedenen Filtern (die tragen hier Namen wie J, K, W1, W2, K) und schaut, wie hell sie dort jeweils sind. Dann bildet man verschiedene Differenzen und schaut zum Beispiel nach, ob das Objekt im roten Licht heller ist als im blauen Licht. Oder, wie in unserem Fall, zum Beispiel im J-Filter heller als im W2-Filter, wie im Diagramm oben links. Diese Differenzen vergleicht man mit anderen Differenzen oder auch nur mit der Helligkeit in einem Filter (das wird dann mit M bezeichnet). Auf diese Art kann man zwischen verschiedenen Sterntypen unterscheiden. In den Bildern hier sieht man das unbekannte Objekt (in rot) und jede Menge Vergleichsobjekte. Zum Beispiel rote Zwerge. Das sind die kleinsten Sterne, die es gibt und sie gehören zum Spektraltyp “M”. In den Diagrammen sind sie als offene Kreise zu sehen. Noch kleiner und kühler als die M-Zwerge sind die L-Zwerge und die T-Zwerge die im Diagramm als Kreuze bzw. gefüllte Kreise eingezeichnet sind. Und unser unbekanntes Objekt scheint eindeutig zur Gruppe der L-Zwerge zu gehören!

Ein L-Zwerg ist aber kein echter Stern mehr! Ein L-Zwerg ist ein brauner Zwerg. Er ist nicht schwer genug, um in seinem Kern Temperaturen erzeugen zu können, die hoch genug sind, um dauerhaft Kernfusion ablaufen zu lassen. Ein Himmelskörper muss mindestens 75 Mal schwerer sein als der Planet Jupiter, damit er als roter Zwerg ein echtes Sternenleben beginnen kann. Himmelskörper die leichter sind, sind auch kühler und können nur für sehr kurze Zeit durch Kernfusion Energie erzeugen (sie können keinen Wasserstoff fusionieren sondern nur Deuterium und davon gibt es viel weniger!). Danach leuchten sie also nicht mehr selbst, sondern sind nur noch warm und kühlen ab. L-Zwerge haben nur noch circa 2000 Grad und sind damit deutlich kühler als normale Sterne. Aber im infraroten Licht sind sie gut zu sehen, und deswegen wurde WISE J104915.57-531906 ja auch von WISE gefunden.

Luhman wollte aber noch genauer wissen, um was es sich handelt und hat sich WISE J104915.57-531906 mit dem großen Teleskop der Gemini-Sternwarte beobachtet. Und dabei dieses Bild gemacht:

Es handelt sich nicht um einen braunen Zwerg, sondern gleich um zwei! WISE J104915.57-531906 ist ein System, in dem sich zwei braune Zwerge gegenseitig umkreisen! Eine ziemlich coole Entdeckung! Über braune Zwerge wissen wir noch nicht so viel wie über Sterne und wir kennen sie auch noch nicht so lange. Der erste wurde erst im Jahr 1995 entdeckt. Und jetzt haben wir gleich zwei davon in unmittelbarer Nachbarschaft der Sonne. Das ist ideal für die Forschung. Und wer weiß… vielleicht schicken wir ja irgendwann mal sogar eine Raumsonde dorthin. Die müsste natürlich ein wenig schneller sein als die, die wir bisher haben. Aber eine Missionsdauer von ein paar Jahrzehnten wäre durchaus realistisch. Ich würde zu gern mal einen braunen Zwerg aus der Nähe sehen!
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Kommentare (27)

  1. #1 q
    12. März 2013

    .

  2. #2 Andreas
    12. März 2013

    Wieviele braune Zwerge gibt es eigentlich auf der Erde? :-)

  3. #3 2002EL6
    12. März 2013

    Schade – am Südhimmel. Der wäre doch sicher noch im ‘Amateur-Bereich’ wenn der auf den DSS-Aufnahmen drauf ist. Hmm – irgendwie finde ich keine Helligkeistangabe…

  4. #4 Silava
    12. März 2013

    Die beiden braunen Zwerge scheinen ja von der Richtung her nicht allzu weit von Alpha Centauri entfernt zu liegen. Da könnte man ja vielleicht sogar eine gemeinsame Mission planen? Nur für ein Crowdsourcing-Projekt wäre es wohl leider viel zu teuer.

  5. #5 hummlbach
    12. März 2013

    Neue Nachbarn… cool!
    @Florian:
    Ein so naher extrasolarer Himmelskörper wurde seit fast 100 Jahren nicht mehr entdeckt

    Alpha Centauri Bb lässt Du wohl mangels Bestätigung nicht gelten? :)

    Oder, wie in unserem Fall, zum Beispiel im J-Filter heller als im W2-Filter, wie im Diagramm oben rechts.

    Sollte es oben links heissen?

  6. #6 SIM
    Orthenburg
    12. März 2013

    Wir leben in einer faszinierenden Zeit, die dank unserer Technologien immer schneller mit neuen Beobachtungen, Erkenntnissen usw. überrascht.

    Früher sagte sagte man mit Stolz: “Ich wurde in den Zeiten von Ajax, Hektor und Achilles geboren.”

    Heute können wir sagen: “Ich wurde im Zeitalter des Internets, des Hubbleteleskops, der Raumsonden und Lander geboren.” :-)

    Aber: Es gibt auch immer die Kehrseite der Medaille.

  7. #7 tina
    12. März 2013

    Der erste wurde erst im Jahr 1995 entdeckt. Und jetzt haben wir gleich zwei davon in unmittelbarer Nachbarschaft der Sonne.

    Das ist wirklich überaus spannend! Kann man eigentlich aufgrund der bisherigen Daten schon abschätzen, wieviele braune Zwerge es in unserer Nachbarschaft wahrscheinlich gibt? Also im Umkreis von z.B. 10 Lichtjahren oder 50 Lichtjahren?

  8. #8 Florian Freistetter
    12. März 2013

    @tina: ” Kann man eigentlich aufgrund der bisherigen Daten schon abschätzen, wieviele braune Zwerge es in unserer Nachbarschaft wahrscheinlich gibt?”

    Gute Frage. Ich kenne jetzt keine solche Schätzung; aber sowas wirds sicher geben. Aber ich denke, da muss man erst noch ein bisschen Daten sammeln, bevor man da was verlässliches erhält.

  9. #9 Michael
    12. März 2013

    @Silava – Was für eine Mission denn? Hinfliegen kann man ja aufgrund der Entfernung vergessen.

    @Sim – Wo siehst du denn hier eine Kehrseite?

  10. #10 tina
    12. März 2013

    Aber ich denke, da muss man erst noch ein bisschen Daten sammeln, bevor man da was verlässliches erhält.

    Na dann wird hoffentlich fleißig weiter gesammelt.
    Vielleicht haben ja einige der Zwerge sogar Planeten, was das Ganze dann noch interessanter macht. Ich finde es jedenfalls toll, dass wir in einer Zeit leben, in der solche Entdeckungen gemacht werden können.

  11. #11 Florian Freistetter
    12. März 2013

    @Michael: ” Hinfliegen kann man ja aufgrund der Entfernung vergessen.”

    Ach, wenn man wollte, dann könnte man da schon hinfliegen. Würde halt immer noch ein paar Jahrzehnte dauern – aber machbar wäre es. Siehe zB hier: http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2010/05/26/projekt-icarus-konnen-wir-zu-einem-anderen-stern-fliegen/

  12. #12 Gustav
    12. März 2013

    Eine Frage zu der Karte “The Sun’s closest Neighbors”: Bedeutet, die Konzentrierung von und bekannten Nachbarsternen bzw. Braune Zwerge im rechten oberen Viertel, dass wir einen Großteil unserer Nachbarschaft noch gar nicht kennen (auch mal abgsehen von Braunen Zwergen, die schwer zu finden sind)?

    Also, ist es – statistsich betrachtet – nicht sogar sehr wahrscheinlich, dass wir noch weitere Sterne, wenn wohl auch nur lichtschwache, in unserer Nachbarschaft finden werden? Vielleicht sogar näher als Alpha Centauri?

    Die Wiki-Liste der Nachbarsterne: http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_n%C3%A4chsten_Sterne sagt, dass es in unmittelbarer Umgebung das Alpha Centauri-System (falls Proxima dazu gehört), Barnards Pfeilstern und dann Wolf 359 gibt. Da wäre ja genug Platz für noch mehr Sterne, wenn man eine mittlere Entfernung von 2,3,4,5 Lichtjahre annimmt.

    Bilder von der Nachbarschaft zeigen ja auch gewisse Lücken, wo rein theoretisch Sterne noch Platz hätten: http://www.earthlyissues.com/images/solar_neighborhood.jpg oder http://www.weltraum-fun.de/events/vortraege/neighbours/neighbours02.jpg oder http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/df/3_Solar_Interstellar_Neighborhood_%28ELitU%29.png

    Oder ist das nur ein Problem der konkreten Darstellung bzw. Auswahl eines bestimmten Bereichs und wir haben in unserer Nachbarschaft eh sowas wie eine Normalverteilung an Sternen?

  13. #13 Florian Freistetter
    12. März 2013

    @Gustav: “Oder ist das nur ein Problem der konkreten Darstellung bzw. Auswahl eines bestimmten Bereichs und wir haben in unserer Nachbarschaft eh sowas wie eine Normalverteilung an Sternen?”

    Es ist äußerst unwahrscheinlich, dass es SO nahe an der Sonne noch weitere STERNE geben sollte. Die hätte man mittlerweile bei den vielen Durchmusterngen schon gefunden. Braune zwerge vielleicht – aber spätestens nach der GAIA-Mission sollten wir alles, was es in der Nähe gibt, gefunden haben.

  14. #14 AmbiValent
    12. März 2013

    @Gustav
    Ich denke, wenn man nur auf die Abstände schaut, geht die dreidimensionale Perspektive verloren. Es sieht nur so aus, als ob hinter Alpha Centauri und Barnards Pfeilstern die Sterne dicht zusammenstehen, weil die Abstände dann ähnlich sind, aber in Wirklichkeit stehen die Sterne in ganz verschiedenen Richtungen.

    Die nächsten Nachbarn des Sonnensystems sind Alpha Centauri, Barnard, WISE, und Wolf 359. Und von Alpha Centauri aus gesehen sind das wohl auch die nächsten Nachbarn, wobei WISE etwa 3,6 LJ von Alpha Centauri entfernt ist; vorher war das Sonnensystem der nächste bekannte Nachbar. Das ist aber eine rein zufällige Konstellation – vor ein paar 10000 Jahren hatte das Sonnensystem andere nächste Nachbarn, und in ein paar 10000 Jahren wird es wieder andere haben.

  15. #15 Silava
    13. März 2013

    @AmbiValent Dreidimensionale Perspektive klingt sehr interessant. Bisher kenne ich nur die 3D-Darstellung in Redshift über unsere galaktische Nachbarschaft. Die finde aber nicht so toll. Gibt es auch bessere Lösungen wo man deutlich sehen kann wie nahe unsere Sonne, Alpha Centauri, die WISE Zwerge usw. sind?

  16. #16 Gustav
    13. März 2013

    @Florian, @AmbiValent: Danke für die Erklärung

    @AmbiValent: Ich hab mich eigentlich auf die 3D-Version gestützt: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/df/3_Solar_Interstellar_Neighborhood_%28ELitU%29.png

    Aber natürlich, auch bei einer “Normalverteilung” von Sternen wird es immer wieder unregelmäßigkeiten, Lücken, dichtgepacktere Bereiche geben.

  17. #17 froschels
    19. März 2013

    Hallo.
    Ich stell jetzt einfach mal meine Frage, auch auf die Gefahr hin, dass dieser Kommentar nicht mehr gelesen (und beantwortet wird), da der Artikel schon 1 Woche online ist.

    Im Artikel steht:
    “Himmelskörper die leichter sind, sind auch kühler und können nur für sehr kurze Zeit durch Kernfusion Energie erzeugen (sie können keinen Wasserstoff fusionieren sondern nur Deuterium und davon gibt es viel weniger!). Danach leuchten sie also nicht mehr selbst, sondern sind nur noch warm und kühlen ab. L-Zwerge haben nur noch circa 2000 Grad und sind damit deutlich kühler als normale Sterne.”

    Das ist erstmal soweit plausibel, aber was ist mit alten braunen Zwergen, die schon lange Zeit hatten abzukühlen. Die dürften dann doch inzwischen viel kälter sein, und somit nicht mehr in die normalen Kategorien passen. Oder laufen solche Himmelskörper unter einer anderen Bezeichnung?

  18. #18 Florian Freistetter
    19. März 2013

    @froschels: “Das ist erstmal soweit plausibel, aber was ist mit alten braunen Zwergen, die schon lange Zeit hatten abzukühlen. Die dürften dann doch inzwischen viel kälter sein, und somit nicht mehr in die normalen Kategorien passen. “

    Naja, die brauchen SEHR lange, um abzukühlen. Die würde man dann aber wohl immer noch braune Zwerge nennen. Halt kühle braune Zwerge. So ist es ja auch mit den weißen Zwergen. Die machen auch nichts mehr, außer abzukühlen. Irgendwann sind sie dann kalt und dunkel und wäre “schwarze Zwerge”. Dafür brauchen sie aber ein paar Billionen Jahre – das Universum ist also noch zu jung, um solche Objekte enthalten zu können.

  19. #19 klauszwingenberger
    19. März 2013

    @ froschels:

    Es ist sehr unwahrscheinlich, dass es überhaupt schon braune Zwerge gibt, die so weit entwickelt sind, dass sie gar nicht mehr als Stern durchgehen würden. Beispielsweise existieren auch noch alle roten Zwerge – als rote Zwerge, wohlgemerkt – die jemals entstanden sind. Der Prozess ist so sehr verlangsamt, dass es vermutlich auch niemals Menschen geben wird, die wirklich “kalt” gewordene braune Zwerge überhaupt noch beobachten können. Tatsächlich setzen braune Zwerge, wenn alle anderen Energiequellen versiegt sind, jedenfalls durch Schrumpfung noch sehr lange etwas Wärme frei.

  20. #20 Alderamin
    19. März 2013

    @klauszwingenberger

    Es gibt aber zumindest braune Zwerge mit Temperaturen im Bereich um 30° C and der Oberfläche, habe ich vor einer Weile gelesen… der Unterschied zu Roten Zwergen ist, die brennen innen heute noch, während einige braunen Zwerge schon ein paar Milliarden Jahre abkühlen konnten.

  21. #21 Florian Freistetter
    19. März 2013
  22. #22 froschels
    19. März 2013

    @Florian
    Danke für den Link zu deinem Artikel.
    Die Erklärung mit den (eventuell lila) braunen Y-Zwergen hat meine Frage beantwortet :-)

  23. #23 rolak
    19. März 2013

    30° C

    Hmmm Alderamin, das gäbe ja der Abschlußszene von ‘Dark Star’ eine völlig neue Perspektive^^ Kommt sofort wieder auf die Anguckliste…

  24. #24 froschels
    19. März 2013

    @rolak
    Dark Star…? Sehr gute Idee!

  25. #25 stillerleser
    25. März 2013

    Hmmm, ihr Werbespam wird sicher bald gelöscht.
    Davon abgesehen wüsste ich nicht wieso jemand der sich für Astronomie (und insbesondere Braune Zwerge) interessiert sich auch für ihre Däniken-Imitate und Verschwörungstheorien interessieren sollte.

  26. […] untersucht, der besser mit dem Namen Luhman 16B bezeichnet wird. Entdeckt wurde er letztes Jahr (ich habe damals berichtet) und es ist ein ganz besonderer brauner Zwerg. Erstens ist er Teil eines Doppelsystems; es handelt […]

  27. […] auch weiter von der Sonne entfernt als heute. Ebenfalls nicht der Usprung kann Luhman 16 sein, ein System von zwei braunen Zwergen in 6,5 Lichtjahren Entfernung zum […]