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Autor Thema: L-Zwerg-Sterne  (Gelesen 6160 mal)

Offline Gertrud

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L-Zwerg-Sterne
« am: 10. Dezember 2015, 22:56:19 »
Hallo zusammen,

Kühler Stern W1906 + 40 mit langlebigen Sturm beobachtet.

Der L-Zwerg W1906 +40 hat ungefähr die Größe von Jupiter und wurde ursprünglich  mit  dem Wide-Field Infrared Survey Explorer im Jahr 2011 entdeckt. Nach den Daten der Weltraumteleskope Spitzer und Kepler erkannten die Wissenschaftler mit Computermodellen von W1906 +40 die Lage des Sturmes in der Nähe von einem Pol. Der Sturm auf dem kühlen Stern W1906 +40  ist ähnlich wie der Große Rote Fleck auf Jupiter. Der Sturm umkreist den Stern etwa alle 9 Stunden und er hat die Größe von drei Erden.
Die Teleskope können den Sturm nicht direkt sehen. Wenn er das Sichtfeld der Teleskope durchläuft, erfassen sie einen Lichteinbruch, besonders in den zwei infraroten Wellenlängen von Spitzer und den sichtbaren Wellenlängen von Kepler. Zuerst vermuteten die Wissenschaftler Sonnenflecken durch konzentrierte Magnetfelder, wie bei unserer Sonne. Die Sondierung verschiedenen Schichten der Atmosphäre mit den Teleskopen verhalf zu den Daten über das Vorhandensein des Sturmes. Ob der schon zwei Jahre anhaltende  Sturm noch lange wütet, ist für die Wissenschaftler noch ein Rätsel. Die Wolken des L-Zwerg W1906 +40  bestehen aus winzigen Mineralien. 
Es ist ja bekannt, das Planeten heftige Stürme haben, dies ist jetzt der besten Beweis, dass es auf einem Stern eine gleiche Art von Sturm geben kann. Der Stern W1906 +40, gehört zu einer thermisch kühlen Klasse von Objekten, den L-Zwerge. Einige L-Zwerge gelten als Sterne, da sie Atome verschmelzen und Licht wie unsere Sonne erzeugen, während die braune Zwerge als "failed stars" ("verhinderte Sterne") wegen ihrem Mangel an Kernfusion bekannt sind.
 Vom L-Zwerg W1906 +40 wird angenommen, dass er ein Stern auf der Basis von Schätzungen des Alters sein könnte (je älter der L-Zwerg, um so wahrscheinlicher ist es, dass er ein Stern ist). Die Temperatur beträgt etwa 2,200 Kelvin (3,500 Grad Fahrenheit). Für Sterne ist es relativ kühl. Kühl genug um die Wolken in der Atmosphäre zu  bilden.
Die Forscher planen zukünftig nach weiteren stürmischen Sternen und Braune Zwerge mit Spitzer und Kepler zu forschen. Noch wissen sie nicht, ob diese Art von Stern mit dem Sturm einzigartig ist oder ob sie häufiger vorkommen.
W1906 +40 befindet sich im Sternbild Lyra und ist 53 Lichtjahre entfernt.

Kredit: NASA / JPL-Caltech
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA20055
http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=4786
http://www2.lowell.edu/workshops/coolstars18/articles/039-Gizis_CS18.pdf
http://www.stsci.edu/~inr/ldwarf1.html
http://www.stsci.edu/~inr/ldwarf3.html
http://arxiv.org/abs/1310.5940

Mit den besten Grüßen
Gertrud
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Offline wolfes

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Re: L-Zwerg-Sterne
« Antwort #1 am: 11. Dezember 2015, 00:20:24 »
Ist dann Jupiter von der Größe her so nah dran eine Fusion zu zünden? Gibt es noch andere Faktoren die entscheiden ob ein Objekt zum Stern wird oder eben nicht?

Liebe Grüße

Offline Lumpi

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Re: L-Zwerg-Sterne
« Antwort #2 am: 11. Dezember 2015, 10:38:02 »
Jupiter ist aber zu leicht. Die Untergrenze zum "Braunen Zwerg" liegt bei etwa der 13-fachen Jupitermasse. Mit einer zweiten Sonne sieht es also schlecht aus...
https://de.wikipedia.org/wiki/Brauner_Zwerg
http://www.weltderphysik.de/gebiet/astro/news/2013/wie-gross-sind-die-kleinsten-sterne/
Das Bekannte ist endlich, das Unbekannte unendlich.

Offline Prodatron

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Re: L-Zwerg-Sterne
« Antwort #3 am: 11. Dezember 2015, 11:56:42 »
Ab der Größe von Jupiter ändert sich bei steigender Masse erstmal lange nichts mehr am Durchmesser eines Himmelskörpers.
Saturn wiegt etwa 6,5x soviel wie Uranus und hat auch immerhin noch einen 2,4x so großen Durchmesser.
Jupiter wiegt nochmal 3,3x soviel wie Saturn, ist aber in der Ausdehnung kaum größer (knapp 1,2facher Durchmesser).
Ab einer solchen Größe scheint die Gravitation mit der Ausdehnung vorerst Schluß zu machen.

Offline Major Tom

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Re: L-Zwerg-Sterne
« Antwort #4 am: 11. Dezember 2015, 12:57:21 »
Ich finde dieses Thema sehr interessant. Kann es solche Stürme bei roten Zwergen auch geben oder sind die mit 2500+ K schon zu heiss? Möglicherweise sind manche Exoplaneten auf sehr enger Umlaufbahn in Wirklichkeit Sturmgebiete.
„Die Erde ist die Wiege der Menschheit, aber der Mensch kann nicht ewig in der Wiege bleiben. Das Sonnensystem wird unser Kindergarten.“ K. E. Ziolkowski

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Stolzer Träger einer Raumconverwarnung wegen Schreibens unbequemer Wahrheiten.

Offline wolfes

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Re: L-Zwerg-Sterne
« Antwort #5 am: 11. Dezember 2015, 22:09:34 »
Vielen Dank an Lumpi und Prodatron für die Aufklärung.

Liebe Grüße und gute Nacht.

Offline Klakow

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Re: L-Zwerg-Sterne
« Antwort #6 am: 12. Dezember 2015, 00:01:11 »
Außer der Grenze von 13 Jupitermassen, gibt es noch eine Grenze von 65 Jupitermassen, ab der Lithium-7 über einen Fusionsprozess in He-4 umgewandelt werden kann.
Anders als in richtigen Sternen, die in der Lage sind aus H-1 -> He-4 zu Fusionieren,  Sind braune Zwerge hier nicht in der Lage. Deshalb nimmt die Energieproduktion von Braunen Zwergen mit zunehmendem alter eher ab weil es relativ nur wenig Deuterium und Lithium-7 in ihnen vorhanden ist.
Bei Sternen ist das ganz andern, mit der Zeit gibt es immer mehr He-4 womit der Stern dichter und deshalb heißer wird.

Ein schönes Beispiel ist ζ Zeta Herculis-A, der Hauptstern des Doppelsternsystems. Er hat eine Masse von 1,45 Sonnenmassen, ist aber schon so alt, das seine Energieproduktion ihn zum Unterriesen hat werden lassen.

Braune Zwerge sind, zumal wenn sie noch Jung und z.B. mit 2200K recht heiß sind ziemlich Jung, bei ihnen nimmt die Energieproduktion ab anstatt zu wie bei echten Sternen.
Ich denke mal der Übergang vom braunen Zwerg zu einem richtigen Stern wird fließend sein, sodass bei Sternen um 70 Jupitermassen herum vielleicht sehr spät doch etwas Wasserstoff zu Helium fusioniert wird.

Offline Gertrud

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Re: L-Zwerg-Sterne
« Antwort #7 am: 13. Dezember 2015, 21:49:08 »
Hallo zusammen,

Ist dann Jupiter von der Größe her so nah dran eine Fusion zu zünden? Gibt es noch andere Faktoren die entscheiden ob ein Objekt zum Stern wird oder eben nicht?

Liebe Grüße
Nicht nur die Größe von Jupiter, wie schon von @Lumpi angeführt wurde, spielt eine Rolle.
Der Planet Jupiter kann keine zweite Sonne werden, da er einen kalten, aus Wasserstoff bestehenden Körper besitzt. Das bedeutet, das in Jupiter kein Wasserstoff zu Helium fusioniert und er darum nicht zu einem Stern aufgeheizt werden kann. Um einen kleinstmöglichen Stern, einen roten Zwerg, durch eine Kernfusion zu werden, müßte Jupiter mindestens etwa 70 mal schwerer sein.

Ganz am Anfang ist die Entwicklung der Braunen Zwerge und Sterne gleich. Da der Druck unter ihrer eigenen Schwerkraft immer mehr ansteigt, erhöht sich in ihrem Inneren die Temperatur. Sowohl bei den Braunen Zwergen, wie auch bei den Sternen wird durch die erreichte Hitze eine Fusionsreaktion das Deuterium gezündet, dadurch entsteht  Helium-3. Für einige Millionen Jahren verhindert die freigesetzte Wärme die Kontraktion der jungen Himmelskörper und lässt sie heller leuchten. Die Kontraktion setzt sich erst fort, wenn das Deuterium verbraucht ist.  Braune Zwerge werden bei ihrer weiteren Kontraktion nicht heiß genug, während sich bei schwereren Sternen, wie unserer Sonne, eine lange Phase des Wasserstoffbrennens, in dieser Phase befindet sich unsere Sonne, anschließt. Nur Sterne und Braune Zwerge, die über mehr als 60 Jupitermassen verfügen, erhitzen sich im Zentrum so stark, um die Protonen mit einer Lithium-Reaktion zu zünden. 
Da bei den Atmosphären der Braunen Zwergen  die Verbindungen der schweren Metalle fehlen, besitzen sie nicht genug Masse, um eine Wasserstoffkernfusion zu zünden.
Ein Team von Forschern hat mehr Objekte unterhalb von der  13-Jupitermassen-Grenze gefunden als darüber. Bei den Braunen Zwergen sind die Spektrallinien der nicht ionisierten Alkaliatome Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium und manchmal Lithium gefunden worden. In den leichteren Braunen Zwergen bleibt die anfängliche  Lithium-Menge erhalten. In den schwereren Sternen wird sie in einigen Millionen Jahren umgewandelt. 
Kleinere Sterne bestehen wesentlich länger. Ein Roter Zwerg der M-Klasse erreicht ungefähr 100 Milliarden Jahre. Unsere Sonne könnte immerhin 10 Milliarden Jahre (von denen schon 4,5 abgelaufen sind) alt werden. Unsere Sonne wird im  Endstadium, nach  2-3 Milliarden Jahre, als Weißer Zwerg enden.
Die Sterne werden nicht in einer Supernova enden, sondern können durch die Abstoßung der äußeren Hülle ein Planetarischer Nebel werden.
Quellen:
Ein sehr anschaulich und gut verständlicher geschriebener Beitrag ist im Spektrum zu lesen.
http://www.spektrum.de/magazin/braune-zwerge/826589
http://www.uniterra.de/rutherford/kap002.htm
http://de.wikipedia.org/wiki/Stern#Sternentwicklung
http://astro.uni-bonn.de/~deboer/pdm/pdmastrostar.html#kernfusion
http://astro.uni-bonn.de/~deboer/praktikant/sternent.html
 
Die besten Grüße
Gertrud
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Offline Klakow

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Re: L-Zwerg-Sterne
« Antwort #8 am: 14. Dezember 2015, 00:06:45 »
Man ist bei diesen Himmelkörpern in den letzten 20 Jahren enorm weitergekommen, aber es sind wohl immer noch sehr viel Fragen offen.
Es besteht wohl nur das Problem das man wohl noch viel bessere Observatorien benötigt um genauer festzustellen wie die Häufigkeit von solchen Objekten ist.
Das selbe gilt natürlich noch mehr für Exoplanten, man will keinere Planeten entdecken die weiter außen in den habbiaten Zone liegen und auch von solchen Systemen deren Ekliptik nicht zufällig an ihrer Sonne in Sichtline zu uns liegt.
In der Beziehung erhoffe ich mir durch das im Bau befindlichen 40m Teleskop in Chile ab 2023 sehr viele Verbesserungen.

Offline Gertrud

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Re: L-Zwerg-Sterne
« Antwort #9 am: 20. April 2016, 14:33:16 »
Hallo Zusammen,

Der TW Hydrae Verband von jungen Sternen.

In der Karte von dem Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) ist die Lage von TW Hydrae, eine Vereinigung von jungen Sternen eingezeichnet. Sie befinden sich etwa  175 Lichtjahre von der Erde entfernt und könnten sich vor rund  10 Millionen Jahren gebildet haben. Sie liegen in der  Hydra-Konstellation zentriert.

In den Daten von WISE und  Two Micron All Sky Survey ( 2MASS) fanden die Wissenschaftler bei der Himmelsdurchmusterung ein vagabundierendes massearmes Objekt,  WISEA J114724.10-204021.3, (WISEA 1147). Die Forscher nehmen an, das es ein Brauner Zwerg ist und zur „L-Klasse“ gehört.  WISEA 1147 hat eine Temperatur von etwa  2.250 Grad Fahrenheit. Der Braune Zwerg WISEA 1147 war brillant "rot" in den 2MASS Bildern, die Farbe Rot ist den längeren Infrarot-Wellenlängen zugewiesen worden, was bedeutet, dass er staubig und jung ist. Er hat eine Masse zwischen etwa 5 und 10 mal höher als Jupiter.

Interessanterweise wurde wenige Tage später ein sehr ähnlicher massearmes Mitglied (2MASS 1119-1111)  der  Hydra-Konstellation durch eine separate Gruppe von Kendra Kellogg der Western University in Ontario, Kanada, bekannt gegeben.

http://www.nasa.gov/feature/jpl/lone-planetary-mass-object-found-in-family-of-stars
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA20582
http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA20583

Mit den besten Grüßen
Gertrud
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Offline Lumpi

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Re: L-Zwerg-Sterne
« Antwort #10 am: 20. April 2016, 16:34:13 »
Der Braune Zwerg WISEA 1147 war brillant "rot" in den 2MASS Bildern, die Farbe Rot ist den längeren Infrarot-Wellenlängen zugewiesen worden, was bedeutet, dass er staubig und jung ist. Er hat eine Masse zwischen etwa 5 und 10 mal höher als Jupiter.

Interessant, bisher galt als Untergrenze für Braune Zwerge doch eine Masse von 13x Jupiter.
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Offline Klakow

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Re: L-Zwerg-Sterne
« Antwort #11 am: 20. April 2016, 17:00:27 »
Die Frage ist ob der einfach noch so heiß wie ein brauner Zwerg ist, weil er sehr jung ist, oder weil dort wirklich deren spezielle Funsionsprozesse ablaufen?
Vielleicht könnte im Kern auch Uran, Thorium und andere instabile Atome quasi einen Kernreaktor bilden?

Offline websquid

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Re: L-Zwerg-Sterne
« Antwort #12 am: 20. April 2016, 19:16:20 »
In meinen Augen wird hier eher Schindluder mit dem Begriff "Brauner Zwerg" getrieben.

Eigentlich handelt es sich hier nach verbreiteter Definition um PMOs - Planetary Mass Objects.

Offline Klakow

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Re: L-Zwerg-Sterne
« Antwort #13 am: 20. April 2016, 19:59:27 »
Die Definition ist doch wohl, dass in einem Stern Fusion stattfindet, wenn die Dinger so wenig Masse haben geht das wohl eher nicht. In braunen Zwerge keine gewöhnliche Fusion.

Offline websquid

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Re: L-Zwerg-Sterne
« Antwort #14 am: 20. April 2016, 20:09:21 »
Aber auch in braunen Zwergen gibt es Fusion, nur halt keine Wasserstoff-Fusion. Und das ist bei diesen Objekten eben nicht der Fall.

Offline SFF-TWRiker

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Re: L-Zwerg-Sterne
« Antwort #15 am: 05. Mai 2016, 12:41:24 »
Ich finde dieses Thema sehr interessant. Kann es solche Stürme bei roten Zwergen auch geben oder sind die mit 2500+ K schon zu heiss? Möglicherweise sind manche Exoplaneten auf sehr enger Umlaufbahn in Wirklichkeit Sturmgebiete.

Nach nur rund 5 Monaten liest sich dieser Beitrag schon fast als Prophezeiung:

Siehe 2MASS J23062928-0502285 aka
TRAPPIST-1 (engl.wiki) (roter Zwerg M8,ca 160.000 km Durchmesser) mit den vermuteten 3 Exos mit je ca 1 Erdmasse TRAPPIST-1b bis 1d.
Seit Apollo und Star Trek Classic Astronomie, Raumfahrt und SciFi-Fan.

TWR genügt als Anrede

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