Wie groß sind die kleinsten Sterne?

Die kleinsten Sterne haben einen Durchmesser von 121.200 Kilometern, das entspricht 8,7 Prozent des Durchmessers unserer Sonne. Ihre Oberflächentemperatur beträgt 1727 Grad, während die Sonne an ihrer Oberfläche 5500 Grad Celsius heiß ist, insgesamt ist die Leuchtkraft dieser kleinsten Sterne  hunderttausendmal schwächer. Das sind die Ergebnisse eines seit 14 Jahren laufenden Beobachtungsprojekts zur Untersuchung kleiner Sterne in der Umgebung des Sonnensystems, die auf der 222. Tagung der American Astronomical Society in Indianapolis vorgestellt wurden.

„Durch unsere Untersuchung einer möglichst vollständigen Stichprobe von Roten und Braunen Zwergen wollen wir eine ganze Reihe von Fragen beantworten“, erläutert der Leiter des Research Consortiums on Nearby Stars (RECONS), Todd Henry von der Georgia State University in Atlanta. So suchen die Astronomen nach der genauen Grenze zwischen Roten Zwergen, also den kleinsten Sternen, die noch dauerhaft durch Kernfusion Energie erzeugen, und Braunen Zwergen, substellare Objekte, die zu wenig Masse für eine dauerhafte Kernfusion enthalten, aber massereicher als Planeten sind. Außerdem erhoffen sich Henry und seine Kollegen von ihrem Projekt Aufschluss über die Aktivität der Zwergsterne, sowie über die Häufigkeit, mit der sie von Planeten umkreist werden.

Mit einer ganzen Reihe von Teleskopen auf der Erde und im Weltall hat RECONS über 300 Zwerge im Umkreis von 50 Lichtjahren um das Sonnensystem untersucht. „Das ist die größte langfristige Untersuchung von Sternen in der Nachbarschaft der Sonne“, so Henry, „sie liefert die bislang besten Positionen und Helligkeitsdaten für die uns am nächsten stehenden Roten und Braunen Zwerge.“ Die Messungen des Teams zeigen, dass die Häufigkeitsverteilung der leuchtschwachen Objekte bei einem Durchmesser von 8,7 Prozent des Sonnendurchmessers und einer Temperatur von 1727 Grad Celsius einen deutlichen Einbruch aufweist. An dieser Stelle, so Henry und seine Kollegen, liege die Grenze zwischen Sternen und Braunen Zwergen.

Die kleinsten Roten Zwergsterne können damit kleiner sein als die größten jupiterähnlichen Planeten. Aber sie besitzen eine wesentlich größere Masse. Die Grenze für die Aufrechterhaltung einer dauerhaften Kernfusion liegt beim 70- bis 80-fachen der Jupitermasse. Die RECONS-Forscher hoffen, auch die Massengrenze mit ihren Beobachtungen genauer bestimmen zu können. Im Gegensatz zu Planeten kommt es in Braunen Zwergen vorübergehend zur Kernfusion von schwerem Wasserstoff zu Helium. Unterhalb von etwa 13 Jupitermassen sind auch solche Reaktionen nicht mehr möglich – hier liegt daher die Grenze zwischen Braunen Zwergen und Planeten.