Auf der Suche nach Sauerstoff im All

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine Hubble-Aufnahme des Orion-Nebels. Eine neuerliche Suche nach molekularem Sauerstoff im Weltraum – diesmal im Orion-Nebel – blieb erfolglos und führt zu einigen neuen Ideen, was an den chemischen Modellen falsch ist. NASA / Hubble Space Telescope

 

Die Suche nach interstellarem molekularem Sauerstoff, O2, hat eine lange Geschichte, und die Motivation für diese Jagd hat sich weiterentwickelt. Vor den späten 1990-ger Jahren wurden die Bemühungen, O2 zu entdecken, durch den Wunsch angetrieben, seine vorausgesagte Rolle als bedeutenden Speicher für elementaren Sauerstoff von dichten Molekülwolken sowie als das nach Kohlenmonoxid (CO) wichtigste, gasförmige Kühlmittel von typischen Gaswolken zu bestätigen. Aber O2 wurde nie gefunden. Sowohl der vom SAO geführte Submillimeter Wave Astronomy Satellite (SWAS) im Jahr 1998 als auch der Satellit Odin im Jahr 2001 scheiterten, O2 in einer großen Zahl an Quellen bis herab auf wenige Prozent der durch chemische Modelle über Gleichgewichte in der Gasphase vorhergesagten Häufigkeiten zu entdecken. Etwas in den chemischen Modellen war falsch, nur was?

Das Ergebnis führte zu einer Verlagerung des Schwerpunkts bei der Suche. Das Interesse an O2 liegt heute nicht länger an seinem Vorkommen als wichtiger Speicher elementaren Sauerstoffs oder seiner Kühlleistung. Vielmehr ist die Suche zu einem wichtigen Weg geworden, um unser heutiges Verständnis von der interstellaren Chemie und die unterschiedlich wichtigen Bildungs-, Zerstörungs- und Verminderungsprozesse von O2 und dem Gleichgewicht zwischen diesen zu testen.

Gary Melnik und Volker Tolls vom CfA leiteten eine Gruppe von sechzehn Astronomen, die das Herschel-Weltraum-Observatorium für eine Beobachtung von O2 im Orion-Nebel einsetzten, ein für seine reiche Chemie bestens bekannter Ort. Die Instrumente an Bord von Herschel besitzen beides: die notwendig hohe Empfindlichkeit und die breit angelegte Wellenlängenabdeckung, um nach dem Molekül bei verschiedenen seiner Emissionslinien zu suchen. In der Ausgabe 752 des Astrophysical Journal berichten die Forscher, daß sie dennoch kein O2 finden. Jedoch erlaubt ihnen die verbesserte Empfindlichkeit, einige allgemeine, wenn auch vorläufige Folgerungen über vier Streitfragen zu ziehen: der Weg, wie sich Sauerstoff an Eis im interstellaren Medium anhaftet (eventuell stärker als bislang vermutet), die Menge an dem gesamten Material in der Orion-Region (weniger als man gedacht hatte), die Art, wie O2 verklumpt (kleinere Klumpen) und wo sich diese Moleküle in den Wolken befinden (tiefer eingebettet als zuvor abgeschätzt). Fortentwickelte Modelle und zusätzliche Beobachtungen werden die Lage weiter klären, aber die vorliegende Arbeit kann viel dazu beitragen, möglichen Erklärungen für das rätselhafte Fehlen dieses lebensnotwendige Molekül einzugrenzen.

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