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Jenaer Astrophysiker erkunden Sternentstehung: Kosmischen Kohlenstoff im Labor nachgebaut
Jena (19.02.) Weltweit erstmals ist es Astrophysikern der Friedrich-Schiller-Universitaet gelungen, amorphe Kohlenstaeube nach dem Vorbild kosmischer Kohlenstoff-Partikel im Labor nachzubauen. Diese Staubpartikel kommen im Weltall in riesigen Gaswolken vor und werden von den Wissenschaftlern als wichtigste ,Geburtshelfer' bei der Entstehung neuer Sterne und Planeten angesehen. Um diese Prozesse im Detail verstehen zu koennen, muessen die kosmischen Staubteilchen - vor allem Kohlenstoff- und Silikatstaeube - analysiert werden. Auf der Erde gibt es jedoch keine natuerlichen Vorkommen solcher Partikel.
"Es ist ja schlicht unmoeglich, dass wir Lichtjahre weit rausfahren und diese Staeube im Weltall einsammeln", beklagt Dr. Johann Dorschner ein Grundproblem seiner Forschungen, "aber wir koennen mit nachgebauten Staeuben experimentieren." Dazu gelang den Jenaer Astrophysikern mit dem Nachbau der bislang raetselhaften Kohlenstoff-Partikel ein wichtiger Schritt. Das erfolgreiche Projekt "Matrixisolations-Spektroskopie nichtagglomerierter Teilchen" hat die Deutsche Forschungsgemeinschaft drei Jahre lang mit insgesamt 120.000 Mark gefoerdert. Die experimentellen Arbeiten fuehrte der Doktorand Martin Schnai-ter aus; wissenschaftlich betreut wurde er von Dr. Harald Mutschke und Dr. Johann Dorschner.
Kohlenstoff ist im interstellaren Raum nach Wasserstoff, Helium und Sauerstoff das haeufigste Element. Ausser den - auch auf der Erde gelaeufigen - kristallinen Formen Graphit und Diamant bildet der Kohlen- stoff hauptsaechlich mannigfaltige amorphe Strukturen, die mit dem Russ verwandt sind. Das leiten die Forscher zumindest aus den astronomisch beobachteten Spektren der kosmischen Staeube ab.
Die Partikel, die nun in der Jenaer Laborsimulation nachgebaut und fuer wissenschaftliche Untersuchungen isoliert wurden, erzeugen beinahe exakt dieselben spektroskopischen Messkurven wie der Weltraumstaub. Fuer ihre Herstellung wurde eigens eine Apparatur entwickelt und in den Werkstaetten der Physikalisch-Astronomischen Fakultaet gebaut. Unter Vakuumbedingungen werden darin mittels Molekularstrahltechnik 10 bis 100 milliardstel Meter kleine Kohlenstoff-Partikel auf einer minus 260 Grad Celsius ultratiefgekuehlten Flaeche kondensiert. Wichtig fuer die Untersuchung der Partikel ist, dass sie in nicht verklumptem Zustand in Argon-Eis isoliert werden - so wie sie im Kosmos vorkommen.
Entscheidend fuer die identischen Absorptionsbanden ist ein experi- mentell ermittelter Anteil an Wasserstoffatomen, die in die Partikel mit eingebaut werden. Diese Laborergebnisse sind nicht nur fuer unsere Vorstellung von den interstellaren Staeuben und die Sternentstehung bedeutsam, sondern sie helfen auch ganz irdische Probleme loesen, etwa in der Umweltanalytik und in der Russforschung.
Ansprechpartner: Astrophysikalisches Institut und Universitaetssternwarte der Friedrich-Schiller-Universitaet, Dr. Harald Mutschke, Tel. 03641/947533, und Dr. Johann Dorschner, Tel. 03641/947537
Criteria of this press release:
Materials sciences, Mathematics, Physics / astronomy
transregional, national
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