🌩️ Entdecken Sie den Wetterbericht eines gescheiterten Sterns

Die neuesten Wettervorhersagen stammen nicht von irdischen Zentren, sondern von einem einsamen Objekt, das durch den Kosmos wandert.

Dieses Himmelsobjekt mit dem Namen SIMP-0136, das sich etwa 20 Lichtjahre entfernt im Sternbild Fische befindet, stellt eine Zwischenkategorie zwischen Planet und Stern dar. Astronomen klassifizieren es als Braunen Zwerg, ein Objekt, das durch den Kollaps von Gaswolken entstanden ist, dessen Masse jedoch nicht ausreicht, um die Kernfusion von Wasserstoff in seinem Kern auszulösen. Mit einem Alter von etwa 200 Millionen Jahren dreht sich dieses herumirrende Objekt in nur zweieinhalb Stunden um sich selbst, während es gleichzeitig frei durch den interstellaren Raum treibt.


Dank der außergewöhnlichen Fähigkeiten des James-Webb-Weltraumteleskops konnten Wissenschaftler den bisher detailliertesten Wetterbericht für diese Art von Himmelsobjekt erstellen. Die am 26. September in Astronomy & Astrophysics veröffentlichte Studie stellt die erste direkte Beobachtung atmosphärischer Veränderungen eines Braunen Zwergs während seiner vollständigen Rotation dar. Die hochempfindlichen Instrumente des Teleskops erfassten winzige Helligkeitsveränderungen, die es ermöglichten, die verschiedenen Atmosphärenschichten mit unübertroffener Präzision zu kartieren.

Im Gegensatz zu den Erwartungen der Forscher, die unregelmäßige Wolken beobachten wollten, zeigt die Studie, dass die Wolken von SIMP-0136, die aus heißen Silikatkörnern ähnlich wie Sand bestehen, eine bemerkenswerte Stabilität aufweisen. Die wahre Überraschung liegt in den oberen Atmosphärenschichten, wo die Wissenschaftler eine überhitzte Zone von etwa 300 Grad Celsius über den theoretischen Vorhersagen entdeckten. Diese außergewöhnliche Erwärmung würde durch intensive Polarlichtaktivität verursacht.

Der Mechanismus der Polarlichter auf SIMP-0136 unterscheidet sich grundlegend von dem auf der Erde beobachteten. Während unsere Polarlichter aus der Wechselwirkung zwischen den geladenen Teilchen des Sonnenwinds und unserem Magnetfeld resultieren, besitzt der Braune Zwerg ein erheblich stärkeres Magnetfeld. Diese Intensität verstärkt das Phänomen so sehr, dass die energiereichen Teilchen beim Aufprall auf die Atmosphäre nicht nur intensive Lumineszenz erzeugen, sondern auch genug Energie übertragen, um die oberen Atmosphärenschichten signifikant zu erwärmen.

Die Beobachtungen des James-Webb-Teleskops haben auch subtile thermische Schwankungen von weniger als 5 Grad Celsius in den tieferen Atmosphärenschichten erfasst. Diese leichten Fluktuationen könnten riesigen Gewittersystemen entsprechen, die dem Großen Roten Fleck auf Jupiter ähneln und sich während der Rotation des Objekts an der Oberfläche bewegen. Braune Zwerge wie SIMP-0136 bieten privilegierte Beobachtungsbedingungen, da sie nicht durch die Nähe eines Muttersterns geblendet werden, was die Untersuchung atmosphärischer Phänomene ermöglicht, die auch auf Exoplaneten existieren könnten.

Braune Zwerge: Diese "gescheiterten" Sterne

Braune Zwerge nehmen eine einzigartige Position im Katalog der Himmelsobjekte ein und befinden sich an der Grenze zwischen Riesenplaneten und Sternen. Ihre Formation beginnt wie bei Sternen durch den gravitativen Kollaps einer interstellaren Gas- und Staubwolke. Allerdings bleibt ihre Masse unzureichend, in der Regel zwischen 13 und 80 Mal der Masse des Jupiters, um die kritische Schwelle für die stabile Fusion von Wasserstoff zu Helium zu erreichen.

Im Gegensatz zu Sternen, die dank nuklearer Reaktionen in ihrem Kern leuchten, emittieren Braune Zwerge hauptsächlich Restwärme aus ihrer gravitativen Kontraktion. Im Laufe ihrer Existenz kühlen sie allmählich ab, von Temperaturen von bis zu 2.000 Grad Celsius für die jüngsten bis zu einigen hundert Grad für die ältesten. Diese thermische Entwicklung beeinflusst direkt ihre spektrale Klassifikation.

Ihre Atmosphäre weist besondere Merkmale mit der Bildung von Wolken aus verdampften Mineralien auf. In den heißesten Braunen Zwergen beobachtet man Wolken aus Eisen und Silikaten, während in den kälteren Wolken aus Wasser und Ammoniak auftreten. Diese Wolkenstrukturen erzeugen Muster an der Oberfläche, ähnlich wie die Wettersysteme von Riesenplaneten.

Braune Zwerge stellen natürliche Labore dar, um atmosphärische Phänomene unter extremen Bedingungen zu studieren. Ihre Untersuchung hilft Wissenschaftlern, Modelle zu entwickeln, um die Atmosphären von Exoplaneten zu verstehen, insbesondere jener, die weit von ihrem Wirtsstern entfernt sind und vergleichbare thermische Bedingungen aufweisen.