(M. Weiss/Zentrum für Astrophysik/Harvard & Smithsonian) Im Raum zwischen den Sternen, im Staub, aus dem sie entstehen, haben Wissenschaftler Moleküle gefunden, die noch nie zuvor im Weltraum gesehen wurden.
Die Entdeckung verräterischer Emissionen in einer dichten Sternentstehungswolke markiert das erste Mal, dass bestimmte Spezies einer Molekülklasse bekannt sind polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe wurden im Weltraum identifiziert – und es könnte helfen, endlich das Rätsel zu lösen, wie und wo diese Moleküle entstehen.
„Wir waren immer davon ausgegangen, dass polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe hauptsächlich in der Atmosphäre sterbender Sterne entstehen.“ sagte MIT-Astrochemiker Brett McGuire .
„In dieser Studie haben wir sie in kalten, dunklen Wolken gefunden, in denen sich noch nicht einmal Sterne gebildet haben.“
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe oder PAKs sind nicht gerade selten. Hier auf der Erde tauchen sie oft auf, ohne auf eine Einladung zu warten. Sie finden sich in Rohöl – hergestellt aus komprimierten und überhitzten toten Organismen wie Zooplankton und Algen; und Kohle – hergestellt aus komprimierten und überhitzten abgestorbenen Pflanzen.
Der Ursprung von PAKs kann auch nicht biologischer Natur sein – soweit wir wissen, sind die meisten PAKs im Universum tatsächlich abiotischen Ursprungs. Frühere Analysen lassen darauf schließen rund 15 Prozent des gesamten Kohlenstoffs zwischen den Sternen in Galaxien wie unserer eigenen ist in PAHs gebunden – und der größte Teil davon schwebt im Raum zwischen den Sternen, im interstellaren Medium.
Wir hatten jedoch nur eine Massensignatur, die uns verriet, dass die PAKs da draußen sind, nicht aber, welche einzelnen Moleküle im interstellaren Gas zu finden sind.
„Jetzt haben wir zum ersten Mal einen direkten Einblick in ihre Chemie, der es uns ermöglicht, im Detail zu untersuchen, wie dieses riesige Kohlenstoffreservoir reagiert und sich durch den Prozess der Sternen- und Planetenbildung entwickelt.“ Sagte McGuire .
Im Mittelpunkt der Forschung des Teams stand die Taurus Molecular Cloud (TMC-1), wie sie sich anhört – eine kalte, dichte Molekülwolke in der Taurus-Region des Himmels, etwa 430 Lichtjahre entfernt.
Das Team durchsucht diese Wolke seit einiger Zeit nach PAKs im Rahmen eines Projekts namens GOTHAM – Green Bank Telescope (GBT) Observations of TMC-1: Hunting Aromatic Molecules.
In Molekülwolken werden Babysterne geboren, wenn ein dichter Knoten im Gas unter seiner eigenen Schwerkraft zusammenbricht, während er sich dreht, und mehr Material aus der ihn umgebenden Wolke aufspult.
Was das Team jedoch in TMC-1 fand, entsprach nicht den Vorhersagen der Modelle. Offensichtlich wurden einige PAKs erwartet – aber die Häufigkeit war um Größenordnungen höher als erwartet.
Die heutige Zeitung ist da Wissenschaft beschreibt detailliert den Nachweis von 1- und 2-Cyanonaphthalin, aber andere Arbeiten von McGuire und seinen Kollegen in den letzten Monaten offenbaren die enorme Fülle dessen, was sie mithilfe ihrer Datenstapeltechniken entdeckt haben: HC 4 NC , Benzonitril , Propargylcyanid , HC elf N , Cyanocyclopentadien , 2-Cyanocyclopentadien , trans-Cyanovinylacetylen und Vinylcyanoacetylen .
„Wir sind auf eine völlig neue Gruppe von Molekülen gestoßen, die anders sind als alles, was wir bisher nachweisen konnten, und das wird unser Verständnis darüber, wie diese Moleküle miteinander interagieren, völlig verändern.“ „Es hat nachgelagerte Auswirkungen“, Sagte McGuire .
„Wenn diese Moleküle so groß werden, dass sie die Keime von interstellarem Staub sind, haben sie die Möglichkeit, die Zusammensetzung von Asteroiden, Kometen und Planeten, die Oberflächen, auf denen sich Eis bildet, und vielleicht sogar die Orte, an denen sich Planeten befinden, zu beeinflussen.“ bilden sich innerhalb von Sternensystemen.'
Das Team weiß derzeit nicht genau, wie viel 1- und 2-Cyanonaphthalin in TMC-1 landete – keines ihrer Modelle konnte die Häufigkeit erklären. Die beiden Möglichkeiten sind, dass es sich dort gebildet hat oder dass es dorthin transportiert wurde; oder vielleicht eine Kombination aus beidem.
Nachdem die Entdeckung jedoch gemacht wurde und wir wissen, dass es da ist, können Wissenschaftler damit beginnen, diesen Teil herauszufinden. Wir wissen, dass es da ist; wir wissen, dass es irgendwie dorthin gelangen musste; Den Rest herauszufinden ist meist nur eine Frage der Zeit.
Die Entdeckung zeigt auch, dass die Chemie der Molekülwolken viel reichhaltiger und komplexer sein könnte, als wir dachten, und gibt uns ein neues Werkzeug zum Verständnis unseres Universums.
„Das Erstaunliche an diesen Beobachtungen, an dieser Entdeckung und an diesen Molekülen ist, dass niemand genau hingesehen hat oder genau genug hingesehen hat.“ sagte der Astrochemiker Michael McCarthy des Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics. „Man fragt sich, was es sonst noch gibt, nach dem wir einfach nicht gesucht haben.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Wissenschaft .