Mittwoch, 15. August 2012

Astrofotografie: Brauner Zwerg umkreist jungen Stern


Die aktuellste Infrarotaufnahme (2.2 µm) des jungen Braunen Zwergs "PZ Tel B", die von den Wissenschaftlern des Astrophysikalischen Instituts der Universität Jena im Juni 2011 mit NAOS/CONICA am Paranal Observatorium der ESO in der chilenischen Atacamawüste aufgenommen wurde. | Copyright: Markus Mugrauer/FSU

Jena (Deutschland) - Braune Zwerge, das sind für Astronomen alles andere als Wesen aus Märchen und Legenden sondern sternähnliche Himmelskörper, in denen jedoch keine Wasserstofffusion stattfindet und die daher eine Sonderstellung zwischen Planeten und Sternen einnehmen. Während die meisten der bislang entdeckten und fotografierten Braunen Zwerge ihre noch vergleichsweise jungen Sterne in Abständen von mehr als 100 astronomischen Einheiten (AE) - also dem hundertfachen des mittleren Erd-Sonnenabstandes - umrunden, gelang Astronomen der Friedrich-Schiller-Universität in Jena nun die direkte Abbildung eines Braunen Zwerges, der seinen Stern in deutlich geringerem Abstand umkreist.

Erstmals beobachten konnten die Wissenschaftler um Dr. Markus Mugrauer den Braunen Zwerge schon 2010. Er umkreist den erst etwa 12 Millionen Jahre alten, sonnenähnlichen Stern "PZ Tel" im Sternbild Telescopium (Teleskop) am südlichen Sternenhimmel. Der Braune Zwerg mit dem wissenschaftlichen Namen "PZ Tel B" wurde mit dem "Very Large Telescope" (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile neben seinem Zentralstern in einem Winkelabstand von nur 0,3 Bogensekunden entdeckt. Dies entspricht einem Abstand des Braunen Zwerges zu seinem Zentralstern von nur 15 AE. Damit ist "PZ Tel B" der engste direkt abgebildete Braune Zwerg eines Sterns.

"Bereits die ersten Beobachtungen zeigten, dass sich 'PZ Tel B' zusammen mit seinem Zentralstern in die gleiche Richtung am Himmel bewegt, also beide Objekte ein Bewegungspaar bilden", sagt Dr. Mugrauer. "Dies ist ein erster wichtiger Test, dass es sich bei diesem Objekt um einen echten Begleiter des Sterns handelt." Aus den gewonnenen Beobachtungsdaten sowie theoretischen Entwicklungsmodellen bestimmten die Jenaer Astronomen die Oberflächentemperatur des Braunen Zwerges mit zwischen 2.500 und 2.700 Grad. Seine Masse entspricht dabei etwa dem 30-fachen der Masse des Planeten Jupiter.

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Ihre neuesten Beobachtungsergebnisse des PZ Tel-Systems hat das Forscherteam der Universität Jena zusammen mit einem Kollegen von der Universidad de Valparaiso in Chile in der gerade erschienenen Ausgabe des Fachjournals "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" veröffentlicht. "Die neuen Beobachtungsdaten zeigen eindeutig, wie sich der Begleiter relativ zu seinem Zentralstern bewegt. Wir können also beobachten, wie 'PZ Tel B' seinen Stern umkreist“, sagt Dr. Mugrauer. Zudem bewege der Braune Zwerg schneller als alle anderen bisher bekannten direkt abgebildeten Braunen Zwerg-Begleiter von Sternen.

Aus den vorliegenden Beobachtungsdaten konnten die Jenaer Wissenschaftler nun mit einer Software zur Orbitbestimmung, die am Astrophysikalischen Institut der Friedrich-Schiller-Universität entwickelt wurde, die Orbitelemente des 'PZ Tel'-Systems beschreiben. Die Orbitanalyse zeigt, dass sich 'PZ Tel B' auf einer exzentrischen Umlaufbahn bewegt, die von der Erde aus nahezu von der Kante gesehen wird. Die große Halbachse der Umlaufbahn beträgt mindestens 20 AE, wobei ein Wert von etwa 25 AE am wahrscheinlichsten ist. Damit dauert ein Umlauf des Begleiters um den Zentralstern ca. 110 Jahre. "'PZ Tel B' durchlief den sternnächsten Punkt seiner Bahn zwischen 1997 und 2003 und entfernt sich aktuell wieder von seinem Zentralstern, wobei sich seine Orbitgeschwindigkeit verlangsamt", erklärt Markus Mugrauer. Durch weitere Beobachtungen in den kommenden Jahren sollen nun die Bahnparameter noch genauer bestimmt werden.

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Quelle: uni-jena.de
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