Von Steve Nerlich in Universe Today – Übersetzt von Harald Horneff
- Der Braune Zwerg TWA 5B verglichen mit Sonne und Jupiter. Obwohl Braune Zwerge etwa so groß sind wie Jupiter, sind sie viel dichter und massereicher – zwischen 13 und 80 Jupitermassen. Quelle: chandra.harvard.edu
Die erste bestätigte Entdeckung eines Braunen Zwerges gelang 1995. Davor wurden sie in den meisten wichtigen astronomischen Himmelsdurchmusterungen häufig übersehen. Zwar fusionieren sie nur Deuterium – aber dazu reicht es allemal.
Es ist vorgeschlagen worden, im Radiobereich nach weiteren Braunen Zwergen zu suchen. Hat ein Brauner Zwerg ein starkes Magnetfeld und ist einem, wenn auch nur schwachen stellaren Wind aus-gesetzt, sollte er einen Elektronen-Zyklotron-Maser erzeugen. Kurz gesagt: die in einem Magnetfeld gefangenen Elektronen umkreisen Magnetfeldlinien und werden dadurch zur Abstrahlung einer von mehreren Faktoren abhängigen Mikrowellenfrequenz, die in einer bestimmten Ebene liegt, angeregt. So erhält man einen Maser, also die Mikrowellenversion eines Lasers, und dieser sollte auf der Erde beobachtbar sein – wenn wir in dessen Sichtlinie liegen.
Da der von abgelegenen Braunen Zwergen hervorgerufene Masereffekt vermutlich sehr schwach ist, ist es wahrscheinlicher, daß wir auf diese Weise einen Braunen Zwerg finden, der in Verbindung mit einem Stern geringer Masse steht. Dieser Stern muß einen kräftigen Sternwind erzeugen können, der wiederum mit dem Magnetfeld des Braunen Zwergs interagiert.
Der Masereffekt könnte auch einen geschickten Weg aufzeigen, Exoplaneten zu finden. Ein Exoplanet kann, wenn sein Magnetfeld stark genug ist, seine Sonne leicht im Radiospektrum überstrahlen.
Bisher ist jedoch die Suche nach der Radioemission von Braunen Zwergen oder Exoplaneten erfolglos geblieben, doch könnte dieses Ziel in naher Zukunft mit dem stetig wachsenden Auflösungsvermögen des European LOw Frequency ARray (LOFAR) erreicht werden. Dieses Instrument ist zurzeit das Beste, was es bis zum Bau des Square Kilometer Array (SKA) gibt. Das SKA wird aber vor 2017 nicht einsatzbereit sein.
Auch wenn wir bis heute Braune Zwerge und Exoplaneten nicht im Radiobereich empfangen können, so können wir aber schon einmal Profile für mögliche Kandidaten erstellen. Christensen und Reiners haben ein Modell zwischen Magnetfeld und weiteren Eigenschaften bei kleinen Himmelsobjekten her-geleitet, welches Voraussagen liefert, die gut mit Beobachtungen an Planeten des Sonnensystems und Hauptreihensternen von geringer Masse der Spektralklassen K und M übereinstimmen.
Wendet man das Model von Christensen und Reiners an, weisen Braune Zwerge von etwa 70 Jupiter-massen in den ersten Hundert Millionen Jahren ihres Daseins Magnetfelder in der Stärke von einigen Kilo-Gauß auf. In dieser Zeit verschmelzen sie Deuterium und rotieren sehr schnell. Doch mit zu-nehmendem Alter wird ihr Magnetfeld immer schwächer, während das Deuteriumbrennen und die Rotationsrate abnehmen.
Braune Zwerge mit rückläufigem Deuteriumbrennen (wegen ihres Alters oder kleinerer Ausgangs-masse) könnten Magnetfelder aufweisen, die denen großer Exoplaneten ähnlich sind; irgendwo bei 100 bis 1 Kilo-Gauß. Dieser Wert gilt aber nur für junge Exoplaneten, denn deren Magnetfelder bauen sich ebenfalls mit der Zeit ab. Die Magnetfeldstärke nimmt dabei ungefähr um den Faktor 10 in 10 Milliarden Jahren ab.
Christensen und Reiners schätzen, daß Radiolicht von den im Umkreis von 65 Lichtjahren bekannten Exoplaneten bei Wellenlängen abgestrahlt wird, das die Ionosphäre der Erde durchdringen kann. Mit der richtigen erdgebundenen Ausstattung (wie z. Bsp. dem fertig gestellten LOFAR oder einem SKA) sollten wir in der Lage sein, mit der Suche nach Braunen Zwergen und Exoplaneten zu beginnen.
Weiterführende Literatur (im Internet zu finden unter):
Reiners A. und Christensen U.R.
A magnetic field evolution scenario for brown dwarfs and giant planets (2010)
