Entdeckung eines Doppelsterns aus Braunen Zwergen mit dem Mikrolinseneffekt (Originalartikel vom 01.03.2019)

Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

(Originalartikel unter www.cfa.harvard.edu)

Die Graphik zeigt die Umlaufbahn des Spitzer-Weltraum-Teleskops um die Sonne. Spitzer, jetzt ungefähr 1.66 Astronomische Einheiten von der Erde entfernt, ist für Hunderte von Parallaxen-Messungen bei Mikrolinsen-Ereignissen genutzt worden; dies versetzt Astronomen in die Lage, zu den Gravitationslinsenobjekten die Entfernungen festzustellen – und damit deren Masse zu bestimmen. Eine neue Veröffentlichung berichtet von der Entdeckung und Beschreibung eines Binärsystems aus Braunen Zwergen durch den Mikrolinseneffekt. NASA/Spitzer

Braune Zwerge sind von geringerer Masse als die Sonne und sind nicht in der Lage, Wasserstoff zu verbrennen. Sie bilden (zumindest in Bezug auf die Masse) eine Brücke zwischen Planeten und Sternen und Astronomen vermuten, daß sie sich auf eine Art und Weise formen und entwickeln, die sich von Planeten oder Sternen unterscheidet. Der Gravitations-Mikrolinseneffekt ist eine ausgezeichnete Methode, um Braune Zwerge zu entdecken, da diese Methode nicht von deren Licht abhängt, das schwach ist, sondern von ihrer Masse. Wenn Licht von einem Stern an einem Braunen Zwerg, der als Linse wirkt, vorbeiführt, wird der Stern zu einem verzerrten Bild vergrößert, ähnlich einem Objekt, das man durch den Stiel eines Weinglass betrachtet, und dies ermöglicht die Entdeckung und Beschreibung des als Linse wirkenden Objekts. Zweiunddreißig Braune Zwerge sind bislang durch den Mikrolinseneffekt entdeckt worden. Fünf Braune Zwerge sind Einzelobjekte, aber die meisten befinden sich in Binärsystemen als Begleiter lichtschwacher M-Zwerge. Diese Systeme liefern wichtige Beschränkungen für die Gedankenspiele zur Bildung Brauner Zwerge.

Die entscheidende Größe eines Braunen Zwergs ist seine Masse, aber es ist schwierig, die Masse einer Linse mittels des Mikrolinseneffekts zu bestimmen. Bei dieser Methode mißt man das vergrößerte und verzerrte Bild des Sterns, während es sich mit der Zeit verändert (es ändert sich, da sich der Blickwinkel mit der Erde bewegt), aber diese Technik liefert keinen Hinweis auf die Entfernung des Linsenobjekts und je größer die Entfernung ist, um so größer ist die benötigte Masse, um ein gleich großes Zerrbild hervorzurufen. Dieses Problem vor Augen, hatten Wissenschaftler vorausgesagt, daß, wenn es möglich werden sollte, den durch einen Mikrolinseneffekt verursachten Lichtblitz von zwei deutlich voneinander getrennten Blickwinkeln zu beobachten, eine Parallaxenmessung (der scheinbare Winkelunterschied zwischen den Positionen des Sterns aus Sicht der beiden getrennten Standorte) die Entfernung zu dem dunklen Objekt festlegen würde. Das Spitzer-Weltraum-Teleskop umkreist die Sonne auf einer Umlaufbahn, die der Erde nacheilt, und ist gegenwärtig 1.66 Astronomische Einheiten von der Erde entfernt (eine AE ist die durchschnittliche Entfernung Erde – Sonne). Spitzer ist für diese Technik ganz besonders geeignet und in der Tat erfolgreich eingesetzt worden, die Entfernung mittels Parallaxenwinkel für Hunderte von Mikrolinsenereignissen zu messen, und war dadurch hilfreich, die Massen der als Linse wirkenden Objekte zu bestimmen.

Die CfA-Astronomen Jennifer Yee und In-Gu Shin waren Mitglieder in einem großen Team von Astronomen, die mit Spitzer und erdgebundenen Teleskopen ein ungewöhnliches Mikrolinsenereignis untersuchten. Das Objekt, MOA-2016-BLG-231, befindet sich 9.400 Lichtjahre entfernt in der Scheibe unserer Galaxis. Die Form seiner deformierten Lichtkurve offenbart, daß es sich vermutlich um ein Paar Brauner Zwerge mit annähernd einundzwanzig beziehungsweise neun Jupitermassen handelt (der kleinere befindet sich am unteren Ende der Massegrenze, um gerade als Brauner Zwerg und nicht mehr als Riesenplanet zu gelten). Dies ist erst das fünfte entdeckte Binärsystem, in dem beide Objekte Braune Zwerge sind; nur eine bessere Statistik ermöglicht Astronomen, sich mit den erforderlichen Bildungsmechanismen zu beschäftigen.

Literatur:

„Spitzer Microlensing of MOA-2016-BLG-231L: A Counter-rotating Brown Dwarf Binary in the Galactic Disk“

Sun-Ju Chung et al.

The Astrophysical Journal 871, 179, 2019

oder

arXiv1902.03150v2

[astro-ph.SR]

12 Feb 2019