Brauner Zwerg

Braune Zwerge sind substellare Objekte mit einer Masse zwischen etwa 13 und 80 Jupitermassen. Sie entstehen wie Sterne durch den Kollaps von Gaswolken, erreichen aber nie die Kerntemperatur, die für die Fusion von Wasserstoff zu Helium nötig wäre. Sie können lediglich Deuterium und teilweise Lithium fusionieren. Braune Zwerge leuchten schwach und kühlen über ihre Lebensdauer langsam aus.

Seit der ersten bestätigten Entdeckung 1995 wurden Hunderte Brauner Zwerge gefunden, viele davon durch Infrarot-Teleskope. Das James-Webb-Weltraumteleskop hat 2023-2024 mehrere Rekord-Braune-Zwerge identifiziert, die die Grenze zwischen Stern und Planet weiter verwischen.

Für die Science Fiction sind Braune Zwerge faszinierend, weil sie die Grauzone zwischen Stern und Planet bewohnen. Ein System mit einem Braunen Zwerg statt einer Sonne wäre eine Welt in ewiger Dämmerung, gerade hell genug, um Wärme zu spenden, aber ohne echten Tag. Braune Zwerge als versteckte Nachbarsterne könnten in Reichweite interstellarer Sonden liegen, ohne je entdeckt worden zu sein.

Das Konzept eines 'gescheiterten Sterns' hat auch metaphorisches Potential: ein Objekt, das fast etwas Großes geworden wäre, aber knapp gescheitert ist. Science-Fiction-Autoren, die Hard SF mit existenziellen Themen verbinden, finden hier reichlich Material.

Das James-Webb-Weltraumteleskop hat seit 2022 die Erforschung Brauner Zwerge in eine neue Phase gebracht. JWST kann die Atmosphären dieser Objekte spektroskopisch analysieren und dabei Wolken aus Silikatstaub, Eisenpartikeln und anderen exotischen Verbindungen nachweisen. Manche Braune Zwerge haben ausgeprägte Wettermuster, vergleichbar mit dem Großen Roten Fleck des Jupiter, nur dass die Bänder aus flüssigem Eisen statt Wasser bestehen.

Die Grenze zwischen einem sehr massiven Braunen Zwerg und einem sehr leichten Roten Zwerg liegt bei etwa 80 Jupitermassen. Die Grenze zwischen einem Braunen Zwerg und einem Super-Jupiter, also einem sehr massiven Planeten, liegt bei etwa 13 Jupitermassen, wo Deuterium zünden kann. Dazwischen liegt eine Zone, die die Wissenschaft lange als wohldefinierten Bereich behandelte. JWST zeigt, dass die Übergänge fließend sind.

Für Astrobiologie bieten Braune Zwerge ein interessantes, aber hartes Szenario. Planeten in der habitablen Zone eines Braunen Zwergs müssten extrem nah sein und wären wahrscheinlich gebunden rotierend. Ohne echte Sternenstrahlung ist die habitable Zone zudem zeitlich begrenzt: Mit dem Abkühlen des Braunen Zwergs wandert die Zone nach innen, und ein Planet, der einst flüssiges Wasser hatte, gefriert irgendwann. Trotzdem wurden Braune Zwerge mit erdähnlichen Planeten in der habitablen Zone beobachtet, und keiner kann ausschließen, dass dort etwas lebt.