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Sonntag, 17.12.2017
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Deuterium in der Milchstraße versteckt?

Neue Messungen entdecken mehr schweren Wasserstoff als angenommen

In der Milchstraße gibt es weitaus mehr „schweren“ Wasserstoff als erwartet. Das zeigen neue Daten des Weltraumobservatoriums FUSE der NASA. Das Deuterium, entstanden nur Minuten nach dem Urknall, wurde offenbar weitaus langsamer in andere Elemente umgebaut. Diese jetzt im Astrophysical Journal veröffentlichten Ergebnisse könnten die bestehenden Theorien über die Entstehung von Sternen und Galaxien verändern.
Sterne in der südlichen Milchstraße

Sterne in der südlichen Milchstraße

Über hunderte von Beobachtungsstunden analysierte ein internationales Astronomenteam in den letzten sechs Jahren Dutzende von Sternen mithilfe des Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE) Satelliten der NASA. Dieses Observatorium macht die chemischen „Fingerabdrücke“ von Materie im Weltraum anhand der von dieser ausgesandten Spektrallinien sichtbar. Deuterium, eine Form des Wasserstoffs mit nicht nur einem sondern zwei Protonen, erzeugt ein Signal im hochenergetischen ultravioletten Bereich des Spektrums.

Anhand dieses Signals konnten die Astronomen auf die Menge des Deuteriums in der Milchstraße schließen. Schon vor 30 Jahren hatte der Satellit Copernicus der NASA Hinweise auf eine ungewöhnlich „fleckige“ Verteilung des Deuteriums in unserer Galaxie entdeckt. Für die Astronomen war dies eine Überraschung, da man bis dahin von einer gleichmäßigen Konzentration ausgegangen war. Bis heute konnte die genaue Verteilung jedoch nicht bestimmt werden.

„Seit mehr als drei Dekaden haben wir darum gekämpft, die stark variierenden Levels von Deuterium zu verstehen und zu erklären“, erklärt Warren Moos, Forschungsleiter der FUSE-Mission der NASA und Professor für Astronomie an der Johns Hopkins Universität. „Obwohl die Antwort, die wir jetzt gefunden haben, einige verwirren dürfte, repräsentiert sie einen großen Schritt vorwärts in unserem Verständnis der chemischen Evolution.“


Höhere Deuteriumkonzentrationen gefunden


Weltraumobservatorium FUSE

Weltraumobservatorium FUSE

Die hohe Empfindlichkeit des FUSE Spektrometers hat Deuterium Messungen auch von Sternen in größerer Entfernung von der Sonne ermöglicht und damit die Indizien des Copernicus Satelliten bestätigt: Es gibt in einigen Regionen der Milchstraße deutlich mehr Deuterium als in Sonnennähe. Während hier Konzentrationen von rund 15 Teilchen in einer Million gemessen wurden, reichte die Spanne bis zu 23 Teilen in einer Million in Regionen nahe von Supernovaresten oder heißen Sternen.

Nach Ansicht der Forscher könnten die niedrigen Konzentrationen in Sonnennähe jedoch darauf zurückgehen, dass das Deuterium hier in einer nicht messbaren festen Form vorliegt. Es bedeute daher nicht unbedingt, dass es hier nicht exstiere. „Die galaktischen Spitzenwerte liegen wahrscheinlich nahe an der absoluten Deuteriummenge in der Milchstraße, der Rest ist versteckt, nicht zerstört“, erklärt George Sonneborn vom Goddard Space Flight Center der NASA.

Alte Theorie muss überarbeitet werden


Sollte das der Fall sein, lagen die Wissenschaftler mit ihren bisherigen Annahmen völlig falsch. Nach diesen sollte mindestens ein Drittel der ursprünglichen Konzentration von 27 Teilen in einer Million seit dem Urknall zerstört worden sein. Der jetzige Wert liegt jedoch 15 Prozent unter dieser Marke.

Entweder ist deutlich weniger Deuterium zu Helium und anderen schweren Elementen umgewandelt und damit beseitigt worden oder aber es ist von Beginn an weitaus mehr Deuterium in unsere Galaxie hineingetragen worden als bisher vermutet. In jedem Fall sorgen die neuen Ergebnisse dafür, dass nun die bisherigen Vorstellungen der chemischen Evolution unserer Galaxie deutlich überarbeitet werden müssen.
(Johns Hopkins University, 15.08.2006 - NPO)
 
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