Kosmische Raffinerie

Während Erdgas und Erdöl auf der Erde langsam aber sicher zur Neige gehen, existieren im Weltall offenbar gigantische Mengen.

Was wie Sciencefiction klingt, ist Realität: Mit dem 30-Meter-Teleskop des Instituts für Radioastronomie im Millimeterbereich (IRAM) haben Astronomen erstmals das Molekül Cyclopropenyl (C3H+) in unserer Galaxie entdeckt. Es gehört zur Familie der kleinen Kohlenwasserstoffe und ist Bestandteil einer der wichtigsten Ressourcen auf unserem Planeten, von Erdöl und Erdgas. Die Existenz des Moleküls im berühmten Pferdekopfnebel bestätigt zudem Hinweise, wonach es sich bei der untersuchten Region um eine Art aktiver kosmischer Raffinerie handelt.

Im Sternbild Orion, das sich in den nächsten Wochen am nächtlichen Himmel immer besser in Szene setzen wird, liegt der rund 1300 Lichtjahre von der Erde entfernte Pferdekopfnebel. Er zählt wegen seiner charakteristischen Form, die ihm den Namen gab, zu den bekanntesten Bildmotiven für Astrofotografen. Aber der Pferdekopfnebel ist auch ein fantastisches interstellares Chemielabor, in dem dichtes Gas und intensives Sternenlicht permanent aufeinander treffen und dabei vielschichtige chemische Reaktionen auslösen.

Mit der 30-Meter-Antenne auf dem Pico del Veleta in der spanischen Sierra Nevada haben der IRAM-Astronom Jerome Pety und sein Team nun systematisch die chemischen Elemente in der „Mähne“ des Pferdekopfnebels erfasst. Erst diverse technische Neuerungen am Teleskop haben dieses Whisper genannte internationale Projekt ermöglicht. „Früher hätte ein solch umfangreiches Unterfangen mindestens ein Jahr Beobachtungszeit in Anspruch genommen. Jetzt konnten wir unsere Messungen schon nach nur einer Woche erfolgreich abschließen“, sagt Teammitglied Arnaud Belloche vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie. In Zukunft eröffne das Teleskop ganz neue Möglichkeiten für die Analyse und Klassifizierung von Gas- und Molekülvorkommen im Universum.

Bei ihren aktuellen Beobachtungen haben die Forscher die Existenz von mehr als 30 Molekülen in der untersuchten Region nachgewiesen, darunter eine Menge kleiner Kohlenwasserstoffe – die kleinsten aller Atomverbindungen, die auch in Erdgas und Erdöl enthalten sind.

Erstaunt waren die Forscher angesichts der unerwartet großen Mengen an Kohlenwasserstoffen: „Der Pferdekopfnebel enthält 200-mal mehr Kohlenwasserstoffe als es Wasser auf der Erde gibt“, erklärt die Astronomin Viviana Guzman. Darüber hinaus stellte sich bei der systematischen Erfassung der Pferdekopfregion heraus, dass einer der analysierten Kohlenwasserstoffe, das Kation Cyclopropenyl, noch nie zuvor im Weltall beobachtet wurde. Dabei ist gerade dieses positiv geladene Ion ein wichtiger Schlüssel zum Verständnis der chemischen Reaktionen, welche die Kohlenwasserstoffe miteinander verbinden.
Aber woher genau kommen diese Mengen an kleinen Kohlenwasserstoffen? Jerome Pety und seine Kollegen erklären das durch die Fragmentierung größerer Kohlenwasserstoffe, den sogenannten polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen, kurz PAKs. Diese könnten sich unter Einfluss von energiereicher kosmischer Strahlung zersetzen und dabei eine beachtliche Anzahl kleinerer Kohlenwasserstoffe freigeben.

Dieser Mechanismus, so vermuten die Forscher, wäre gerade in Regionen wie dem Pferdekopfnebel besonders aktiv, wo das vorhandene interstellare Gas permanent der direkten Strahlung eines benachbarten Sterns von massiver Größe ausgesetzt ist. „Was wir hier beobachten ist nichts anderes als eine natürliche Erdölraffinerie gigantischen Ausmaßes“, sagt Pety.

HOR/ZA
Ansprechpartner
Dr. Jerome Pety
Telefon: +33 476 82-4987
Email: pety@­iram.fr
Dr. Arnaud Belloche
Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn
Telefon: +49 228 525-376
Fax: +49 228 525-229
Email: belloche@­mpifr-bonn.mpg.de
Karin Zacher
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Email: zacher@­iram.fr
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Originalpublikation
J. Pety et al.
The IRAM-30m line survey of the Horsehead PDR: First detection of the l-C3H+ hydrocarbon cation

Astronomy & Astrophysics, 23. November 2012