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Beobachtung der Ionenchemie im Weltraum

Neue Erkenntnisse über chemische Entwicklung des Universums

Wissenschaftler der Universität zu Köln, der Radboud University (Nijmegen, Niederlande) und des MIT (Harvard, USA) beschreiben in einem Übersichtsartikel in der Fachzeitschrift Nature Reviews Physics hochentwickelte spektroskopische Techniken, die es erlauben, astrophysikalisch relevante Molekülionen im Labor und Weltraum zu entdecken. „Die Suche nach Ionen gilt als besonders schwierig. Die in Köln entwickelten Techniken tragen wesentlich dazu bei, dieses Problem zu lösen,“ sagt Prof. Stephan Schlemmer (Sprecher des SFB956) vom I. Physikalischen Institut der Universität zu Köln. „So werden neue Moleküle zunächst bei uns im Labor in einem Fingerhut großen Experiment und dann auch im Weltraum entdeckt. Schließlich können wir verstehen, welche wichtige Rolle die Ionen für die chemische Entwicklung des Universums spielen.“

Ionen sind geladene Atome und Moleküle. Sie nehmen eine Schlüsselrolle in der Entwicklung des interstellaren Mediums ein, dem Raum zwischen den Sternen, in denen neue Sterne und Planeten entstehen. Sie sind naturgemäß sehr reaktiv und flüchtig, was ihre Untersuchung sehr schwierig macht. Fundamentale Durchbrüche sind hier vor allem durch die experimentellen Entwicklungen der Kölner Arbeitsgruppe um Prof. Stephan Schlemmer gelungen. In Ionenspeichern werden hierzu die außergewöhnlichen Bedingungen des interstellaren Raums, der sehr kalt (-260) und fast leer (Ultrahochvakuum) ist, nachgebildet. Anhand zahlreicher Beispiele beschreiben die Autoren wie durch die Zusammenarbeit von Labor, theoretischen Modellen und astronomischen Beobachtungen enorme Fortschritte im Verständnis der interstellaren Chemie gewonnen werden konnten. Ein besonders eindrucksvolles Beispiel betrifft das ungewöhnliche H2D+ Molekül. Durch seine Beobachtung, ermöglicht durch die Kölner spektroskopischen Methoden, konnte das Alter einer Molekülwolke, in der ein Stern wie unsere Sonne entsteht, bestimmt werden.

Vollständige Quelle: Uni Köln