James-Webb hat gerade Himmelskörper aufgespürt, die so leicht sind, dass sie die Grenze zwischen Sternen und Planeten noch weiter verwischen.
Die Entdeckung befindet sich in IC 348, einer Region, in der etwa 1.000 Lichtjahre von der Erde entfernt Sterne entstehen. Das Weltraumteleskop identifizierte dort Braune Zwerge mit einer Masse von nur bis zum Zweifachen der Jupitermasse. Damit handelt es sich um die masseärmsten bekannten Braunen Zwerge.
Künstlerische Darstellung eines Braunen Zwergs, eines Objekts, das wie ein Stern entsteht, aber zu wenig Masse besitzt, um die Wasserstofffusion aufrechtzuerhalten.
Bildnachweis: NASA, ESA, Caltech
Ein Stern entsteht, wenn eine Gaswolke unter ihrem eigenen Gewicht kollabiert. Die Materie sammelt sich, erhitzt sich und ermöglicht schließlich dauerhafte Kernreaktionen in ihrem Zentrum. Ein Brauner Zwerg entsteht auf vergleichbare Weise, bleibt aber zu leicht, um wie ein echter Stern die Wasserstofffusion aufrechtzuerhalten. Man bezeichnet sie manchmal als „gescheiterte Sterne“.
Wie weit kann dieser Mechanismus mit sehr wenig Materie funktionieren? Genau diese Frage stellt sich bei IC 348. Bereits 2022 hatte James-Webb dort Braune Zwerge entdeckt, die drei- bis viermal so viel Masse wie Jupiter besitzen. Neue Beobachtungen ermöglichten es nun, noch tiefer zu gehen.
Die Astronomen nutzten 2024 zunächst die Infrarotkamera NIRCam. Dieses Licht ermöglicht es, junge, noch warme Objekte mitten in Staubwolken zu entdecken. Anschließend analysierten sie ihr Licht 2025 mit dem Instrument NIRSpec. Dieser zweite Schritt liefert Informationen über ihre Beschaffenheit und ermöglicht eine Schätzung ihrer Masse.
Mosaik aus Detailaufnahmen der von James-Webb beobachteten Region IC 348, das unter anderem eingebettete Sterne, Jets junger Sterne und Hintergrundgalaxien zeigt.
Bildnachweis: NASA, ESA, CSA, K. Luhman (PSU), C. Alves de Oliveira (ESA), M. Zamani (ESA/Webb)
Die leichtesten Objekte erreichen etwa 0,19 % der Sonnenmasse. Ein so niedriger Wert stellt die derzeitigen Modelle der Sternentstehung vor ein Problem. In diesem Maßstab müssen die Forschenden erklären, wie eine Gaswolke kollabieren und ein so kleines, eigenständiges Objekt hervorbringen kann.
Die Masse allein reicht außerdem nicht aus, um einen Planeten eindeutig von einem Braunen Zwerg zu unterscheiden. Ein Planet entsteht gewöhnlich in der Materiescheibe, die einen Stern umgibt. Die hier beobachteten Braunen Zwerge scheinen dagegen direkt aus dem Kollaps einer Wolke entstanden zu sein, ähnlich wie Sterne. Ihre Masse kann dennoch mit der großer Planeten vergleichbar sein.
Eine Beobachtung macht diese Grenze noch erstaunlicher. Einer der Braunen Zwerge mit nahezu der doppelten Jupitermasse weist Anzeichen einer ihn umgebenden Scheibe auf. Diese Scheibe enthält Gas und Staub, die Materialien, aus denen Planeten entstehen können. Bisher wurde dort jedoch kein Planet entdeckt.
Die Forschenden können nun untersuchen, bis zu welcher Mindestmasse diese Entstehungsweise möglich bleibt. Außerdem wollen sie herausfinden, ob derart leichte Objekte tatsächlich eigene Planeten bilden können. Ein solches System hätte dann als Zentralobjekt einen Himmelskörper, dessen Masse selbst mit der eines Riesenplaneten vergleichbar wäre.