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Molekülfamilie mit Zuwachs

Neue Teleskope wemöglichen neue Entdeckungen

Nachdem der amerikanische Physiker und Nobelpreisträger Charles Townes im Jahr 1957 in einem visionären Artikel auf die mögliche Entdeckung von Radio- und Millimeterstrahlung von Molekülen im All hingewiesen hatte, fanden Radioastronomen in den 1960er-Jahren zunächst einfache Verbindungen: das Hydroxylradikal (OH), Ammoniak (NH3), Wasserdampf (H2O) und Kohlenmonoxid (CO). Townes, einer der Erfinder des Lasers, war auch die treibende Kraft hinter der Entdeckung von kosmischem NH3 und H2O.

Strukturmodell der Aminosäure Glyzin © MPI für Radioastronomie

Viele der am weitesten verbreiteten interstellaren Moleküle bestehen nur aus zwei oder drei Atomen, aber bald spürten die Forscher auch kompliziertere Spezies auf. So begann die organische Astrochemie 1969 mit der Entdeckung von Formaldehyd (H2CO), gefolgt 1970 von Methylalkohol (Methanol, CH3OH). Im Laufe der Jahre fand man immer komplexere Verbindungen, wie den ersten Zucker Glykolaldehyd (CH2OHCHO), Essigsäure (CH3COOH), Aceton (CH3COCH3) oder eben das interstellare Frostschutzmittel Ethylenglykol (HOCH2CH2OH). Insgesamt kennen die Astronomen heute mehr als 130 Moleküle, jedes Jahr kommen zwei bis drei neue hinzu.

Der Fortschritt in der Molekülastronomie basiert vor allem auf drei Säulen: Erstens sind große Teleskope nötig, um die schwache Strahlung zu sammeln; zweitens müssen empfindliche Detektoren die Strahlung effektiv registrieren. Und drittens benötigen die Astronomen Informationen darüber, wie sich die Moleküle überhaupt identifizieren lassen. Das ermöglichen Laborexperimente und Computerrechnungen.

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Nachdem die ersten Moleküle im Radiobereich bei Wellenlängen von einigen Zentimetern gefunden wurden, eroberten die Forscher in den 1970er- und 1980er-Jahren mit neuen Teleskopen und Detektoren die Millimeter- und Submillimeterbereiche. Die weltweit leistungsfähigsten Instrumente in diesem Beobachtungsfenster betreibt das Institut für Radioastronomie im Millimeterbereich (IRAM) auf dem 2800 Meter hohen Pico Veleta bei Granada in Spanien und auf dem 2550 Meter hohen Plateau de Bure in den Hochalpen. Der Reflektor des IRAM-Teleskops hat einen Durchmesser von 30 Metern, während das Plateau de Bure-Interferometer aus sechs Radiospiegeln mit je 15 Meter Durchmesser besteht. Beide Instrumente können das Universum bei Wellenlängen zwischen 0,8 und 3 Millimetern durchmustern.

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Ein Interferometer wie jenes auf dem Plateau de Bure kombiniert die einzelnen Teleskope und erzielt auf diese Weise ein Auflösungsvermögen, das dem Abstand zwischen ihnen entspricht und nicht dem Spiegeldurchmesser wie bei einem Einzelteleskop. Deshalb hat das Plateau de Bure-Interferometer ein mehr als 30-fach höheres räumliches Auflösungsvermögen als das eines 30-Meter-Teleskops. Das in Grenoble angesiedelte IRAM ist eine Kooperation der Max-Planck-Gesellschaft mit dem französischen Centre National de la Recherche Scienitfique und dem spanischen Instituto Geographico Nacional.

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Stand: 03.03.2006

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

All-Chemie mit dem Radioteleskop
Astrophysiker auf der Suche nach nach extraterrestrischen Molekülen

Überblick
Das Wichtigste in Kürze

Molekülfamilie mit Zuwachs
Neue Teleskope wemöglichen neue Entdeckungen

Neue Himmelsaugen: APEX
Aufwändige Beobachtungen und Berechnungen notwendig

Kosmische Fingerabdrücke
Spurensuche im Linien-Dschungel der Frequenzen

Die „große Molekülheimat“
Komplexe Moleküle in dichten Wolken

Chemie auf staubigem Grund
Spurensuche in interstellaren Staubwolken

Methanol als Schlüssel-Molekül?
Linienspektrum als Hilfsmittel der Astrophysiker

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