Astronomen der University of Arizona haben eine Theorie entwickelt, um die Präsenz der größten in interstellaren Gaswolken bekannten Moleküle zu erklären. Das Projekt wurde durch Fördermittel der U. S. National Science Foundation finanziert.
Das Team simulierte die Umgebung sterbender Sterne und beobachtete die Entstehung sogenannter Buckyballs (Kohlenstoffatome, die durch kovalente Bindungen mit drei anderen Kohlenstoffatomen verbunden sind), sowie Kohlenstoffnanoröhrchen (aufgerollte Blätter aus einer Schicht Kohlenstoffatome). Die Ergebnisse sprechen dafür, dass Buckyballs und Kohlenstoffnanoröhrchen entstehen können, wenn Siliziumkarbidstaub als Reaktion auf die intensive Hitze, Schockwellen und hochenergetischen Teilchen in der Nähe sterbender Sterne Kohlenstoff freisetzt.
“Wir wissen anhand von Infrarotbeobachtungen, dass Buckyballs im interstellaren Medium vorkommen”, sagte Jacob Bernal, der Leiter der Studie. “Das große Problem bestand darin zu erklären, wie diese großen, komplexen Kohlenstoffmoleküle in einer mit Wasserstoff angereicherten Umgebung, die für sterbende Sterne typisch ist, überhaupt entstehen können.”
Die Neuanordnung der Struktur von Graphen (einer Fläche aus einer Schicht Kohlenstoffatomen) könnte Buckyballs und Nanoröhrchen erschaffen. Darauf aufbauend heizte das Team Siliziumkarbidproben auf Temperaturen auf, die in der Umgebung eines sterbenden Sterns vorherrschen würden und beobachtete die Bildung von Nanoröhrchen.
“Wir waren darüber überrascht, was diese außergewöhnlichen Strukturen erschaffen kann”, sagte Bernal. “Chemisch betrachtet sind unsere Nanoröhrchen sehr einfach, aber sie sind extrem schön.”
Buckyballs sind die größten Moleküle, die bislang im interstellaren Weltraum gefunden wurden. Jetzt weiß man, dass Buckyballs mit 60-70 Kohlenstoffatomen häufig vorkommen.
“Wir wissen, dass das Rohmaterial dort vorliegt, und wir wissen, dass die Bedingungen sehr jenen ähneln, die man in der Hülle nahe eines sterbenden Sterns sehen würde”, sagte die Co-Autorin Lucy Ziurys. “Schockwellen dringen durch die Hülle und die Temperatur- und Druckbedingungen existieren im Welltraum, wie Beobachtungen zeigen. Wir sehen Buckyballs auch in planetarischen Nebeln. Mit anderen Worten: Wir sehen die Anfangs- und Endprodukte, die man in unseren Experimenten erwarten würde.”
Studie: “Destructive Processing of Silicon Carbide Grains: Experimental Insights into the Formation of Interstellar Fullerenes and Carbon Nanotubes” von Jacob J. Bernal et al.
(THK)
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