Unter Verwendung von Daten des Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) der NASA haben Wissenschaftler die kälteste Klasse sternähnlicher Himmelskörper entdeckt. Ihre Temperaturen sind so kühl wie der menschliche Körper.
Astronomen haben diese dunklen Himmelskörper, Y-Zwerge genannt, seit über zehn Jahren erfolglos gejagt. Durch ein Teleskop betrachtet, das mit sichtbarem Licht arbeitet, sind sie fast unmöglich zu sehen. Der Infrarotblick von WISE erlaubte es dem Teleskop, letztendlich das schwache Leuchten von sechs Y-Zwergen auszumachen, die sich relativ nahe an der Sonne befinden, innerhalb einer Entfernung von 40 Lichtjahren.
„WISE suchte den gesamten Himmel nach diesen und anderen Objekten ab und war in der Lage, ihr schwaches Licht mit seinem hochempfindlichen Infrarotblick zu registrieren“, sagte Jon Morse, Direktor der Astrophysics Division am NASA Hauptquartier in Washington. „Sie sind 5.000 Mal heller in den längeren, infraroten Wellenlängen, die WISE im Weltall registrierte als in denen vom Boden aus beobachtbaren Wellenlängen.“
Die Y-Zwerge sind die kältesten Mitglieder der Familie der Braunen Zwerge. Braune Zwerge werden manchmal als „verhinderte“ Sterne bezeichnet. Sie besitzen eine zu geringe Masse, um in ihren Kernen Atome zu fusionieren und brennen daher nicht mit dem Feuer, das Sterne wie unsere Sonne Milliarden Jahre leuchten lässt. Stattdessen kühlen sich diese Objekte mit der Zeit ab und werden schwächer, bis das wenige, von ihnen abgestrahlte Licht zu den infraroten Wellenlängen gehört.
Astronomen studieren Braune Zwerge, um besser zu verstehen, wie Sterne entstehen und um die Atmosphären von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu verstehen. Die Atmosphären von Braunen Zwergen sind mit denen von Gasriesen wie Jupiter vergleichbar, aber sie sind leichter zu untersuchen, weil sie alleine im Weltraum sind, ohne das blendende Licht eines Zentralsterns.
Bis jetzt hat WISE 100 neue Braune Zwerge enthüllt. Weitere Entdeckungen werden erwartet, wenn die Wissenschaftler die Untersuchung der enormen Datenmenge von WISE fortsetzen. Das Teleskop führte von Januar 2010 bis Februar 2011 die bislang fortschrittlichste Himmelsdurchmusterung in infraroten Wellenlängen durch und suchte den gesamten Himmel 1,5 Mal ab.
Von den 100 Braunen Zwergen werden sechs als kalte Y-Zwerge klassifiziert. Einer der Y-Zwerge, WISE 1828+2650 genannt, ist der Rekordhalter für den kältesten Braunen Zwerg mit einer geschätzten Atmosphärentemperatur von weniger als 25 Grad Celsius – kühler als Raumtemperatur.
„Die Braunen Zwerge, die wir vor dieser Entdeckung auffanden hatten eher die Temperaturen eines Ofens“, sagte Davy Kirkpatrick, ein Mitglied des WISE Wissenschaftsteams am Infratred Processing and Analysis center des California Institute of Technology in Pasadena (Kalifornien). Mit der Entdeckung von Y-Zwergen haben wir uns von der Küche in kühlere Teile des Hauses bewegt.“
Kirkpatrick ist der leitende Autor einer Studie, die in den Astrophysical Journal Supplement Series erscheint und die 100 bestätigten Braunen Zwerge beschreibt. Michael Cushing, ein Mitglied des WISE-Teams am Jet Propulsion Laboratory in Pasadena (Kalifornien) ist der leitende Autor einer Abhandlung im Astrophysical Journal, welche die Y-Zwerge beschreibt.
Die Y-Zwerge befinden sich in der Nachbarschaft der Sonne, etwa neun bis 40 Lichtjahre entfernt. Der rund neun Lichtjahre entfernte Y-Zwerg, WISE 1541-2250, könnte der siebtnächste Stern werden und Ross 154 auf Platz Acht verweisen. Zum Vergleich: der unserem Sonnensystem nächstgelegene Stern ist Proxima Centauri in ungefähr vier Lichtjahren Entfernung.
„Braune Zwerge in der Nähe unserer Sonne zu finden, ist wie die Entdeckung eines versteckten Hauses in unserem Block, von dem wir nichts wussten“, sagte Cushing. „Es ist aufregend zu wissen, dass wir Nachbarn haben, die noch entdeckt werden müssen. Mit WISE könnten wir sogar einen Braunen Zwerg finden, der näher liegt als unser nächstgelegener bekannter Stern.“
Nachdem das WISE-Team Kandidaten für Braune Zwerge identifiziert hatte, benutzten sie das Spitzer Space Telescope der NASA, um ihre Liste einzugrenzen. Um sie definitiv zu bestätigen, verwendete das WISE-Team einige der leistungsfähigsten Teleskope auf der Erde, um das Licht der Objekte aufzuspalten und nach den verräterischen molekularen Signaturen von Wasser, Methan und möglicherweise Ammoniak zu suchen. Für den kältesten der neuen Y-Zwerge benutzte das Team das Hubble Space Telescope der NASA. Die Y-Zwerge wurden aufgrund von Veränderungen der spektralen Merkmale entdeckt und mit anderen Braunen Zwergen verglichen, was darauf hindeutete, dass sie eine geringere Atmosphärentemperatur besitzen.
Die bodengestützten Teleskope, die für diese Studien verwendet wurden, umfassen unter anderem die Infrared Telescope Facility der NASA auf dem Mauna Kea (Hawaii), das Palomar Observatory vom California Institute of Technology (Caltech) in der Nähe von San Diego, das W.M. Keck Observatory auf dem Mauna Kea (Hawaii) und die Magellan Telescopes am Las Campanas Observatory in Chile.
Das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena (Kalifornien) unterhält und betreibt den Wide-field Infrared Survey Explorer für das Science Mission Directorate in Washington. Der wissenschaftliche Leiter, Edward Wright, ist an der University of California in Los Angeles. Die Mission wurde im Rahmen eines Wettbewerbs des NASA-Explorer-Programms vom Goddard Space Flight Center in Greenbelt (Maryland) ausgewählt. Das wissenschaftliche Instrument wurde vom Space Dynamics Laboratory in Logan (Utah) konstruiert und das Raumfahrzeug selbst wurde von Ball Aerospace & Technologies Corp. in Boulder (Colorado) gebaut. Die wissenschaftlichen Operationen und die Datenverarbeitung finden im Infrared Processing and Analysis Center am California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena statt. Das Caltech betreibt das JPL für die NASA.
Quelle: http://www.nasa.gov/mission_pages/WISE/news/wise20110823.html
(THK)
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