Ihr denkt, hier bei uns ist das Wetter schlecht? Seid froh, anderswo ist es viel schlimmer. Da bestehen die Wolken aus Sand und der Regen aus Eisen! Dieser unfreundliche Ort trägt den unverständlichen Namen 2MASSJ22282889-431026. Und wir finden ihn nicht bei uns auf der Erde, sondern im Weltall. 2MASSJ22282889-431026 ist ein sogenannter brauner Zwerg.
Braune Zwerge sind Sterne, die es nicht ganz geschafft haben. Es sind keine Planeten, denn Planeten entstehen aus kleinen Staubkörnchen, die kollidieren und zu immer größeren Himmelskörpern anwachsen. Braune Zwerge entstehen so wie Sterne: aus großen Gaswolken, die unter ihrem eigenen Gewicht kollabieren. Sie werden immer dichter, in ihrem Inneren wird es immer heißer. Bei einem echten Stern ist die Masse so groß, dass im Kern die Temperatur irgendwann ausreicht, um Wasserstoff zu Helium zu fusionieren. Ein brauner Zwerg schafft das nicht. Er ist zu leicht; die Temperatur im Kern wird nicht hoch genug. Er kann nur für kurze Zeit ein wenig Deuterium fusionieren, aber nicht für Milliarden Jahre Licht und Energie erzeugen, so wie die echten Sterne.
Künstlerische Darstellung von 2MASSJ22282889-431026 (Bild: NASA/JPL-Caltech)
Braune Zwerge haben also eine vergleichsweise geringe Obrflächentemperatur. Wo unsere Sonne knapp 6000 Grad heiß ist, schafft es 2MASSJ22282889-431026 nur auf 600 Grad. Damit kann er aber immer noch gut mit Weltraumteleskopen beobachtet werden. Zwei davon haben ihn gleichzeitig unter die Lupe genommen – und dabei erstaunliche Dinge festgestellt.
Das Weltraumteleskop Hubble sieht im sichtbaren Licht; also auch dem Licht, das unsere Augen wahrnehmen können und dem kurzwelligen Infrarotbereich. Das Weltraumteleskop Spitzer dagegen kann auch langwelliges Infrarotlicht sehen. Beide Instrumente wurden auf den braunen Zwerg gerichtet. Natürlich kann man keine Details der Oberfläche erkennen. So wie die fernen Sterne ist auch der ferne braune Zwerg nur ein Punkt im Teleskop. Aber man kann beobachten, wie sich seine Helligkeit verändert. Beim braunen Zwerg wird diese Veränderung durch die Rotation und die Wolkenmuster der Atmosphäre verursacht. Der Zwerg braucht knapp 90 Minuten, um sich um seine Achse zu drehen. Wenn sich währenddessen verschiedene Wolken und Wolkenbänder in das Sichtfeld des Teleskops drehen, dann ändert sich die Helligkeit ein klein wenig.
Und so sehen die Messungen aus:
Ok, die Helligkeit verändert sich. Das war zu erwarten. Nicht erwartet hat man zwei unterschiedliche Kurven. Hubble und Spitzer haben zur gleichen Zeit das gleiche Objekt beobachtet. Aber eben nicht im gleichen Wellenlängenbereich! Und das macht einen Unterschied. Denn Wasserdampf oder Methan kann bestimmte Infrarotwellenlängen blockieren (darum schicken wir die Infrarotteleskope ja auch ins All, weil wir von der Erde aus damit nicht durch unsere feuchte Atmosphäre blicken können). Andere Wellenlängen dagegen können solche Schichten durchdringen. Spitzer und Hubble blicken also verschieden tief in den braunen Zwerg hinein!
Und da sich in verschieden tiefen Atmosphärenschichten verschiedene Wolkentypen befinden, ist auch die Änderung der Helligkeit unterschiedlich! Bei uns auf der Erde sind die Temperaturen eher moderat. Die einzigen Wolken, die wir haben, bestehen aus Wasser. Auf 2MASSJ22282889-431026 ist es aber viel heißer. Dort können viel mehr Stoffe Wolken bilden. Je weiter nach außen diese unterschiedlichen Wolken kommen, desto kühler wird es. Bis es irgendwann kühl genug ist, dass sie kondensieren. Dabei entstehen unter anderem Tröpfchen aus Eisen und Sand. Die fallen wieder nach unten und wenn es warm genug wird, bilden sie erneut Wolken.
Messungen wie bei 2MASSJ22282889-431026 wurden auch bei anderen braunen Zwergen angestellt. Man hofft, im Laufe der Zeit genaue Modelle der Wolkebewegungen und des Wetters auf diesen “falschen Sternen” erstellen zu können. Und wenn alles gut klappt und die Teleskop noch ein bisschen besser werden, dann wird man bald auch auf die gleiche Art das Wetter der Exoplaneten bestimmen können! Hoffentlich finden wir dann einen, auf dem es halbwegs angenehm ist – ohne Sandwolken und Eisenregen…
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