Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fullerene im Weltall inkognito

02.09.2011
Kohlenstoffmoleküle verstecken sich unter Wasserstoffmantel

Im Vorjahr sorgte der Nachweis von Fullerenen im Weltraum für eine wissenschaftliche Sensation. Innsbrucker Physiker um Prof. Paul Scheier haben nun im Labor erstmals Hinweise gefunden, warum diese großen, fußballförmigen Kohlenstoffmoleküle nicht schon viel früher entdeckt wurden: Die Fullerene verstecken sich möglicherweise unter einer hauchdünnen Schicht aus Wasserstoffmolekülen.

Schon lange waren Fullerene in den unendlichen Weiten des Universums vermutet worden. Auf der Erde werden diese großen Kohlenstoffmoleküle unter Bedingungen erzeugt, die jenen in der Atmosphäre alter, kohlenstoffreicher Riesensterne gleichen. Mit Hilfe von Infrarotaufnahmen des Weltraumteleskops Spitzer ist es im Vorjahr erstmals gelungen, Fullerene im Weltall tatsächlich nachzuweisen. Die „Nanofußbälle“ sind bis heute die größten jemals im Weltraum entdeckten Moleküle.

„Wir haben nun im Labor Beweise gefunden, die nahelegen, dass sich Fullerene in dichten interstellaren Wolken unter einer dünnen Schicht von Wasserstoffmolekülen verbergen“, erzählt Prof. Paul Scheier vom Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik der Universität Innsbruck. „Dadurch sind sie in den auf der Erde beobachteten Lichtspektren aus dem All nicht nachweisbar. Wahrscheinlich vermuten wir sie einfach an den falschen Stellen des Spektrums“, zieht Scheier einen überraschenden Schluss. Denn, wenn Fullerene tatsächlich mit Wasserstoffatomen überzogen sind, verschieben sich dadurch die Spektrallinien der Moleküle in dem auf der Erde beobachteten Licht aus dem Weltall.

Nachweis im Labor
Belegen können das die Physiker um Paul Scheier mit einem Experiment im Labor. Hier werden die beinahe kugelförmigen Moleküle aus 60 oder 70 Kohlenstoffatomen gemeinsam mit Wasserstoffmolekülen in ultrakalte Heliumtröpfchen eingelagert und ionisiert. Atome und Moleküle lassen sich darin relativ einfach einfangen und bilden kalte Komplexe, ähnlich zu molekularen Schichten auf Staubteilchen in interstellaren Wolken. Allerdings ist die Zeitskala für das Entstehen molekularer Filme im Weltraum viele tausend Jahre, während sich im Labor die Komplexe in den Heliumtröpfchen in wenigen Millisekunden bilden. Die Synthese neuer Moleküle in solchen kalten Komplexen durch den Beschuss mit Elektronen, Photonen oder Ionen wird in Innsbruck im Detail untersucht und liefert so wertvolle Erkenntnisse über die entsprechenden Prozesse in interstellaren Wolken. Die nun ausgewerteten Massenspektren zeigen, dass die Kohlenstoffatome mit einer Schicht von Wasserstoffmolekülen bedeckt sind. „Auf jedem Kohlenstoffring an der Oberfläche der Fullerene scheint je ein Wasserstoffmolekül aus zwei Atomen zu sitzen“, sagt Paul Scheier.
Geburtshelfer des Lebens?
Die nun in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal Letters veröffentlichten Ergebnisse haben große Bedeutung für die Forschung. Denn diese Kohlenstoffverbindungen sind wichtige Mitspieler in zahlreichen chemischen und physikalischen Prozessen. Zum Beispiel könnten sie in interstellaren Wolken bei der Entstehung komplexer Biomoleküle, den Bausteinen des Lebens, als Katalysator eine bedeutende Rolle gespielt haben.

Die Arbeit entstand in Kooperation mit Prof. Olof Echt von der University of New Hampshire, USA. Der international angesehene Experte ist Honorarprofessor an der Universität Innsbruck und arbeitet seit vielen Jahren eng mit den Innsbrucker Physikern zusammen. Unterstützt wurden sie bei ihren Forschungen vom österreichischen Wissenschaftsfonds FWF und der Europäischen Kommission.

Bilder: http://www.uibk.ac.at/ionen-angewandte-physik/media/photos.html

Publikation: On the Possible Presence of Weakly Bound Fullerene-H2 Complexes in the Interstellar Medium. C. Leidlmair, P. Bartl, H. Schöberl, S. Denifl, M. Probst, P. Scheier, O. Echt. The Astrophysical Journal Letters 2011.

Kontakt:
Univ.-Prof. Dr. Paul Scheier
Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik
Technikerstrasse 25, A-6020 Innsbruck
Telefon: +43 512 507-6243
Mail: paul.scheier@uibk.ac.at
Web: http://www.uibk.ac.at/ionen-angewandte-physik
Mag.a Gabriele Rampl
Public Relations Ionenphysik
Telefon: +43 650 2763351
Mail: office@scinews.at
Web: http://www.scinews.at

Gabriele Rampl | SciNews
Weitere Informationen:
http://www.uibk.ac.at/ionen-angewandte-physik

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau
17.11.2017 | Universität Ulm

nachricht Zwei verdächtigte Sterne unschuldig an mysteriösem Antiteilchen-Überschuss
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für Kernphysik

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte