Ausschnitt einer Galaxie.

Weder Stern noch Planet

15. August 2023

Sterne erzeugen ihre Energie durch Kernfusion, also durch die Verschmelzung von Atomkernen. Der wichtigste Prozess dabei ist die Fusion von Wasserstoff zu Helium, wie er auch im Inneren unserer Sonne abläuft. Doch damit dieser Prozess ablaufen kann, müssen im Inneren extreme Bedingungen herrschen: Eine Temperatur von mindestens 15 Millionen Grad und ein Druck von bis zu 300 Milliarden Atmosphären ist nötig. Solche Bedingungen sind nur im Zentrum von Sternen erfüllt, die über ausreichend Masse verfügen. Genauer gesagt: Nur wenn sich bei der Entstehung des Sterns mindestens eine bestimmte Menge an Gas zusammenzieht, steigen Temperatur und Druck ausreichend an, um die Wasserstoff-Fusion zu zünden. Die Grenze liegt etwa beim 75-fachen der Masse des Planeten Jupiter. Kommt so viel Gas zusammen, entsteht ein kühler Roter Zwergstern  – und je mehr Masse dazukommt, desto größer und heißer wird der entstandene Stern.

Eine andere Art von Wasserstoff

Und unterhalb von 75 Jupitermassen? Ist es klein genug, kühlt das entstehende Objekt ab und wird zu einem Planeten. Doch es gibt einen Zwischenbereich zwischen Sternen und Planeten – die Zone der Braunen Zwerge. Der Grund dafür ist, dass Wasserstoff in unterschiedlichen Formen – Isotope genannt – vorkommt: Normaler Wasserstoff besitzt ein einzelnes Proton in seinem Kern. Es gibt jedoch auch schweren Wasserstoff, dessen Atomkerne zusätzlich ein Neutron enthalten: Deuterium. Und ein Deuterium-Kern kann bereits bei sehr viel geringeren Temperaturen mit einem normalen Wasserstoff-Kern zu Helium verschmelzen.

Damit steht Braunen Zwergen eine Energiequelle zur Verfügung, die sie zumindest in ihrem Inneren erhitzt. Bis hinab zum 13-fachen der Jupitermasse funktioniert dieser Prozess – erst darunter entstehen Planeten. An ihrer Oberfläche können Braune Zwerge allerdings genau so kühl wie Planeten sein. Die Oberflächen-Temperatur des sieben Lichtjahre entfernten Braunen Zwergs WISE 0855−0714 liegt sogar unter null Grad Celsius. Deshalb sind sie oft schwer von großen Gasplaneten zu unterscheiden.

Weitere Infos:

Mehr Informationen über Braune Zwerge finden Sie bei Welt der Physik.