2003 - Astrophysikalisches Institut und Universitäts-Sternwarte

516 Jena: Astrophysikalisches Institut und Universitäts-Sternwarte
jekte (einzelne braune Zwerge) beobachtet werden, jedoch sind unter den bisher – immer
indirekt per Radial-Geschwindigkeit detektierten – extra-solaren Planeten (noch) keine
jungen Objekte.
Unser Zugang ist die Direktaufnahme im Infraroten, d.h. wir nehmen tiefe, sehr sensitive
Bilder – mit hoher räumlicher Auflösung – von jungen, nahen Sternen und deren unmittelbarer
Umgebung auf, um darin sub-stellare Begleiter zu finden. Nach einer solchen ersten
Detektion eines Kandidaten muß man einige Zeit (meist ein bis zwei Jahre) warten, bis
man eine zweite Beobachtung machen kann, mithilfe derer man dann feststellen kann,
ob es sich bei einem Begleiterkandidaten um ein mitbewegendes, d.h. gebundenes Objekt,
also einen wirklichen Begleiter handelt, oder um ein unbewegtes Hintergrundobjekt.
Wirkliche Begleiter werden dann detailliert untersucht, insbesondere deren Atmosphären
spektroskopiert.
Nachdem wir in den vergangenen Jahren einige hundert neue junge, (bis etwa 100 Mio
Jahre jung) nahe Sterne in einer Entfernung von bis zu 200 pc entdeckt hatten, haben wir
inzwischen rund einhundert junge Sterne innerhalb von 100 pc nach Begleitern abgesucht,
und zwar mit dem Hubble Space Telescope oder mit Adaptiver Optik an den 8- bis 10-m-
Spiegelteleskopen VLT, Keck und Gemini-North sowie mit AO oder Speckle an den 3,5m-Teleskopen
auf Calar Alto und La Silla. Zuletzt wurden die Ergebnisse in den jungen
nahen Assoziationen Horologium, Tucana und β Pictoris publiziert (Neuhäuser etal. 2003);
dabei fand sich ein Kandidat für einen braunen Zwerg als Begleiter zum Stern GSC 8047,
der inzwischen als gebundener Begleiter bestätigt wurde (Neuhäuser & Guenther 2004).
Insgesamt haben wir in den letzten Jahren drei neue junge, braune Zwerge gefunden und
bestätigt. Es handelt sich um die ersten und bisher einzigen jungen, braunen Zwerge, die
als Begleiter von Sternen durch Eigenbewegung und Spektroskopie bestätigt sind: TWA-5
(Neuhäuser etal. 2000), HR 7329 (Guenther & Neuhäuser 2001) und GSC 8047 (Neuhäuser
& Guenther 2004).
Um einen Begleiterkandidaten als solchen zu bestätigen, machen wir üblicherweise zwei
Tests: die Eigenbewegung muß zum Primärstern passen und das Spektrum muß hinreichend
kühl sein. Um dann die Masse des Begleiters zu bestimmen, verwenden wir theoretisch
berechnete Tracks und Isochronen; dazu muß man vorher den beobachteten Spektraltyp
in eine Temperatur umwandeln, wir beschäftigen uns speziell auch mit der Konversion von
Spektraltyp oder Farbindex zur Temperatur bei Objekten vor der Hauptreihe.
Die statistische Analyse findet sich in Neuhäuser et al. (2003) und Neuhäuser & Guenther
(2004): Braune Zwerge (in deren gesamten Massenbereich von etwa 13 bis 80 Jupitermassen)
kommen außerhalb von rund 50 AU Abstand zum Stern in etwa 6 Prozent der Sterne
vor. Dies sind die bisher einzigen quantitativen Ergebnisse zur Häufigkeit sub-stellarer
Begleiter. Bisher ist noch keine direkte Aufnahme eines extra-solaren Planeten gelungen.
Massereiche Planeten, d.h. solche mit rund 5 bis 13 Jupitermassen, sind in Orbits außerhalb
von etwa 50 AU selten, höchstens in 9 Prozent der Sterne zu finden. Noch masseärmere
und gleichzeitig engere Planeten können wir neuerdings mit dem AO-Instrument NaCo am
VLT detektieren, bei dem wir im Jahre 2003 angefangen haben, bei jungen, nahen Sternen
(innerhalb von 40 pc) sowie bei allen Sternen der UMa-Gruppe nach sub-stellaren
Begleitern zu suchen (R. Neuhäuser, M. Mugrauer, A. Bedalov, M. Ammler, A. Seifahrt,
T. Schöning, T. Löhne mit E. Guenther, TLS und J. Alves, ESO).
Suche nach isolierten Neutronensternen: In Zusammenarbeit mit dem MPE Garching wurde
nach neuen Kandidaten der speziellen Klasse der nur thermisch strahlenden, radioleisen
isolierten Neutronensterne gesucht. Dafür wurden zum einen die Röntgendurchmusterungen
von ROSAT (HRI, PSPC) und der erste XMM-Katalog verwendet. Zum anderen konnten
im Rahmen des SLOAN-Projekts sehr tiefe optische Beobachtungen genutzt werden.
Während der XMM-Katalog keine Kandidaten lieferte, konnten mit den ROSAT-Katalogen
einige neue Kandidaten gefunden werden. Nachfolgebeobachtungen zur Bestätigung wurden
beantragt (B. Posselt und R. Neuhäuser in Zusammenarbeit mit F. Haberl, G. Hasinger
und W. Voges, alle MPE Garching).