Ist TOI-2155 b ein Zwergstern oder ein Brauner Zwerg?
Das Objekt TOI-2155 b stellt die Astronomen vor ein Rätsel: Ist es ein roter Zwergstern oder ein Brauner Zwerg? Die Unterscheidung ist nicht so einfach: Das Objekt liegt genau auf der Massengrenze zwischen einem echten Stern und einem Himmelskörper ohne Fusion.
Im Sternbild Zwillinge, rund 1350 Lichtjahre von uns entfernt, befindet sich ein sonnenähnlicher Stern des Spektraltyps F, der einen Begleiter mit der Grösse von Jupiter aufweist. Das ist an sich nichts Besonderes, aber der Begleiter des Sterns TOI-2155 gibt Rätsel auf. Er lässt sich nicht einfach klassifizieren: Mit einer Masse von 80,6 ± 1 Jupitermassen ist er ein Grenzgänger zwischen einem sehr massereichen Braunen Zwerg und einem sehr massearmen Vertreter eines echten Sterns des Spektraltyps M. Der Unterschied liegt in der Kernzone: Ist TOI-2155 b ein Brauner Zwerg, so findet in seinem Zentrum keine Fusion von Wasserstoffkernen zu Heliumkernen statt, die Energiequelle der meisten Sterne. Gibt es doch Fusion, so ist TOI-2155 b ein echter Stern.
Es ist gar nicht so leicht, von aussen zwischen den beiden Möglichkeiten zu unterscheiden, wie der Hauptautor Md Redyan Ahmed von der australischen University of Sydney in der Fachzeitschrift «The Astronomical Journal» feststellt. Mit Daten des Transiting Exoplanet Survey Satellite (TEss) der NASA und weiteren Teleskopen gelang es, die Masse von TOI-2155 b (die Abkürzung TOI steht für TEss Object of Interest) sehr präzise zu bestimmen. Im Allgemeinen wird angenommen, dass die Massengrenze zur Zündung der Wasserstofffusion in der Kernzone eines Himmelskörpers zwischen 75 und 80 Jupitermassen liegt. Aber theoretische Modelle deuten an, dass dies allein nicht ausreicht; auch andere Faktoren wie die weitere chemische Zusammensetzung und der Aufbau der Atmosphäre des Objekts spielten demnach eine Rolle.
Somit besteht die Möglichkeit, dass TOI-2155 b der bislang massereichste bekannte Braune Zwerg ist – oder eben einer der masseärmsten Roten Zwerge. Erst weitere Untersuchungen in möglichst vielen Spektralbereichen könnten hier für Aufklärung sorgen. Md Redyan betont, dass es nötig ist, weitere Objekte zu finden, die sich auf der Massengrenze befinden, um mehr über diesen Grenzbereich zu erfahren.
Der Hauptstern TOI-2155 hat 1,33 Sonnenmassen und den 1,7-fachen Durchmesser der Sonne. Mit einer Temperatur von etwa 5800 Grad Celsius ist er etwas heisser als unser Tagesgestirn. Sein Begleiter umrundet ihn in nur 3,72 Tagen und hat eine mittlere Dichte von 109 Gramm pro Kubikzentimeter (zum Vergleich: Der etwa gleichgrosse Jupiter kommt auf 1,33 Gramm pro Kubikzentimeter).
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