Sie sind zu klein und kalt um Sterne zu sein, aber zu warm und massereich für Planeten: Braune Zwerge gelten als “gescheiterte Sterne”, denn ihre Masse reicht nicht aus, um die Wasserstofffusion in ihrem Inneren zu zünden. Dadurch glimmen sie nur schwach vor sich hin und sind sehr viel kühler als normale Sterne. Nach unten hin liegt die Grenze zwischen Planet und Braunem Zwerg gängiger Definition nach bei rund 13 Jupitermassen. Dass es Braune Zwerge überhaupt gibt, entdeckten Astronomen am Palomar Observatory in Kalifornien erst im Jahr 1995. Damals wies ein Team um Rebecca Oppenheimer vom California Institute of Technology (Caltech) erstmals nach, das der 19 Lichtjahre entfernte Stern Gliese 229 von einem Objekt umkreist wird, das 70 Jupitermassen schwer ist, aber Methan in seiner Gashülle aufweist – ein klarer Beweis dafür, dass es sich nicht um einen Stern handeln konnte. “Es war aufregend, damit den ersten Himmelskörper um eine fremde Sonne zu finden, der kleiner ist als ein Stern”, erinnert sich Oppenheimer. Der Gliese 229B gilt seither als erster eindeutig identifizierter Brauner Zwerg.
Zu leuchtschwach für seine Masse
Doch schon genauso lange gibt der Braune Zwerg Gliese 229B den Astronomen auch Rätsel auf. “Er ist mindestens zwei bis sechs Mal weniger leuchtstark als er angesichts seiner dynamischen Masse von 71,4 Jupitermassen sein müsste”, erklären Erstautor Jerry Xuan vom Caltech und seine Kollegen. Zudem bewegt sich der Braune Zwerg bei dieser Masse schon in einem Bereich, in dem in seinem Inneren eigentlich die Kernfusion von Wasserstoff einsetzen müsste. Doch das ist offenbar nicht der Fall. Um diese Widersprüche aufzuklären, haben Xuan und sein Team nun Gliese 229B mit zwei hochauflösenden Instrumenten des Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile über fünf Monate hinweg erneut ins Visier genommen. Das GRAVITY-Instrument vereint die Daten der vier Teleskop-Einheiten mittels Interferometrie und erreicht dadurch eine besonders hohe räumliche Auflösung. Der Spektrograph CRIRES+ kann kleinste Verschiebungen im Lichtspektrum eines Himmelsobjekts sichtbar machen.
Analysen der neuen Beobachtungsdaten enthüllten, dass Gliese 229B anders als bisher gedacht nicht nur ein Brauner Zwerg ist, sondern aus zweien besteht. Diese beiden Braunen Zwerge sind rund 34 und 38 Jupitermassen schwer und umkreisen sich sehr eng. “Damit wissen wir jetzt, dass wir uns die ganze Zeit über die Natur dieses Objekts getäuscht haben”, sagt Xuan. “Es sind zwei statt eines. Aber wir konnten das bisher wegen ihres geringen Abstands nicht erkennen.” Oppenheimer ergänzt: “Diese beiden Welten sind damit zusammen kleiner als der Radius des Jupiter. Wenn sie in unserem Sonnensystem lägen, würde dies am Nachthimmel ziemlich seltsam aussehen.” Die Daten zeigen zudem, dass sich die beiden Braunen Zwerge Gliese 229 Ba und Bb im Abstand von nur 0,042 astronomischen Einheiten umkreisen, sie benötigen für einen Umlauf dadurch nur rund zwölf Tage. Ihr Abstand entspricht dem rund 16-Fachen der Entfernung von der Erde zum Mond. Wie die Astronomen erklären, macht dies die beiden Himmelskörper zum engsten Paar Brauner Zwerge, das einen Stern umkreist.
