Frage:

Was ist ein brauner Zwerg?

Antwort:

Seit wir Menschen auf diesem Planeten leben, haben wir das über uns ausgebreitete glitzernde Himmelszelt mit Ehrfurcht und Staunen betrachtet. Wir haben stets hochgeblickt, wenn wir die himmlischen Götter mit unseren irdischen Fragen betrauten. Heute ist es nicht anders, obwohl wir jetzt eine ganz andere Welt, in der die Gesetze der Physik herrschen, kennen.

Mit Hilfe modernster Technik finden wir immer mehr neue Himmelskörper, die mit uns dieses Universum teilen und die uns immer genauere Ordnungsschemata bringen. Das ist der Grund, warum im August dieses Jahres die Definition eines Planeten geändert wurde und uns nur acht der ursprünglich neun Planeten blieben.

Wenn man von dieser Kleinigkeit absieht, findet man noch andere Himmelskörper – die so genannten „braunen Zwerge“ – am Himmel, die nicht besonders braun sind und immer weniger als Zwerge angesehen werden. Braune Zwerge sind weder Planeten noch Sterne, sondern eher ein bisschen von beidem.

Nach dem heutigen Stand der Wissenschaft bilden sich Sterne aus Gaswolken, die sich unter dem Einfluss der Schwerkraft zu größeren Wolken vereinigen. Je mehr Materie sich ansammelt, und damit je höher die Masse der Wolke steigt, umso stärker steigt auch die innere Schwerkraft an, weshalb die Wolke immer mehr zusammengepresst wird. Die Gaswolke ist dabei nicht statisch, sondern wirbelt selbst um den Schwerpunkt herum und wird im Verlauf dessen durch Reibung aufgeheizt. Irgendwann ist die Masse der Wolke groß genug, und damit die Schwerkraft hoch genug, dass die Atomkerne so nah beieinander liegen, dass sie fusionieren – also verschmelzen – und dem Stern erlauben, einige Milliarden Jahre lang Wasserstoff zu verbrennen.

Nun ist der Grundgedanke, dass eine bestimmte Mindestmasse (ungefähr das 75-fache des Jupiters) nötig ist, um einen Stern zu bilden, da ansonsten die Wasserstoffkernfusion nicht in Gang gesetzt wird. Bei geringerer Masse spricht man von einem „braunen Zwerg” oder auch „fehlgeschlagenen Stern”. Es ist möglich, dass braune Zwerge ein bisschen ihres „Treibstoffs” verbrennen. Während dieser kurzen Zeit (ungefähr zehn Millionen Jahre!) würden sie aber nicht braun, sondern matt rot glühen. Auch wenn sie bei einer Oberflächentemperatur von 7000 C jede Menge Infrarot-Strahlung abgeben, erscheinen sie dem Auge schwarz und sind nur schwer zu indentifizieren.

Warum sind braune Zwerge nun so interessant? Momentan gibt es ein großes Problem der modernen Kosmologie, das bereits jede Menge wissenschaftliche Aktivität erzeugt hat. Wenn wir die erprobten Theorien der Schwerkraft anwenden, um die Menge der Materie im Universum zu berechnen, besteht ein signifikanter Unterschied zu dem, was wir tatsächlich beobachten.

Tatsächlich „sehen” wir nur vier Prozent der Materie, die wir, nach der Theorie, erwarten würden. Das Übrige muss aus so genannter „dunkler Materie” und „dunkler Energie” bestehen, also bisher unerkannte Objekte neuer Art von Materie beziehungsweise Energie. Wir wissen nicht, woher diese Diskrepanz kommt, aber vielleicht könnten braune Zwerge diese Frage erklären. Deswegen sind sie so wichtig für die fundamentale Physik. Außerdem fordern braune Zwerge auch generell unsere Wahrnehmung der Himmelskörper heraus.

Einige Leute glauben, sie könnten die fehlenden Stücke eines Puzzles sein. Das zeigt, dass Planeten und Sterne ein und dasselbe an verschiedenen Enden eines gemeinsamen Kontinuums sind. Braune Zwerge sind eben schwerer als die schwersten Planeten und leichter als die leichtesten Sterne. Also führt uns der Himmel diesmal nicht über die Ozeane, sondern auf eine Reise wissenschaftlicher Entdeckungen.