Im Laufe vieler Jahrhunderte haben Wissenschaftler viel über die Arten von Bedingungen und Elementen gelernt, die das Leben hier auf der Erde ermöglichen. Dank des Aufkommens der modernen Astronomie haben Wissenschaftler inzwischen gelernt, dass diese Elemente nicht nur in anderen Sternensystemen und Teilen der Galaxie, sondern auch im als interstellarer Raum bekannten Medium häufig vorkommen.
Betrachten Sie Kohlenstoff, das Element, das für alle organischen Stoffe und das Leben, wie wir es kennen, wesentlich ist. Dieses lebenserhaltende Element ist auch in interstellarem Staub vorhanden, obwohl Astronomen nicht sicher sind, wie häufig es vorhanden ist. Nach neuen Forschungen eines Teams von Astronomen aus Australien und der Türkei liegt ein Großteil des Kohlenstoffs in unserer Galaxie in Form von fettartigen Molekülen vor.
Ihre Studie „Aliphatischer Kohlenwasserstoffgehalt von interstellarem Staub“ erschien kürzlich in der Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society. Die Studie wurde von Gunay Banihan, Professor am Institut für Astronomie und Weltraumwissenschaften der Universität Erge in der Türkei, geleitet und umfasste Mitglieder mehrerer Abteilungen der Universität von New South Wales in Sydney (UNSW).
Für ihre Studie wollte das Team genau bestimmen, wie viel Kohlenstoff unserer Galaxie in fettartigen Molekülen gebunden ist. Gegenwärtig wird angenommen, dass die Hälfte des interstellaren Kohlenstoffs in reiner Form vorliegt, während der Rest entweder in fettartigen aliphatischen Molekülen (Kohlenstoffatome, die offene Ketten bilden) oder in mottenkugelartigen aromatischen Molekülen (Kohlenstoffatome, die planare bilden) gebunden ist ungesättigte Ringe).
Um festzustellen, wie viele fettähnliche Moleküle mit aromatischen verglichen werden, erstellte das Team in einem Labor Material mit den gleichen Eigenschaften wie interstellarer Staub. Dies bestand darin, den Prozess nachzubilden, bei dem aliphatische Verbindungen in den Abflüssen von Kohlenstoffsternen synthetisiert werden. Anschließend expandierten sie das kohlenstoffhaltige Plasma bei niedrigen Temperaturen in ein Vakuum, um den interstellaren Raum zu simulieren.
Prof. Tim Schmidt vom Exzellenzzentrum für Exzitonenwissenschaften des Australian Research Council an der School of Chemistry der UNSW Sydney und Mitautor des Papiers erklärte:
"Durch die Kombination unserer Laborergebnisse mit Beobachtungen von astronomischen Observatorien können wir die Menge an aliphatischem Kohlenstoff zwischen uns und den Sternen messen."
Mithilfe von Magnetresonanz und Spektroskopie konnten sie dann bestimmen, wie stark das Material Licht mit einer bestimmten Infrarotwellenlänge absorbierte. Daraus ergab das Team, dass pro Million Wasserstoffatome etwa 100 fettige Kohlenstoffatome vorhanden sind, was etwa der Hälfte des verfügbaren Kohlenstoffs zwischen den Sternen entspricht. Sie erweiterten dies auf die gesamte Milchstraße und stellten fest, dass etwa 10 Milliarden Billionen Billionen Tonnen Fett vorhanden sind.
Um das ins rechte Licht zu rücken: Das ist genug Fett, um etwa 40 Billionen Billionen Billionen Packungen Butter zu füllen. Aber wie Schmidt angedeutet hat, ist dieses Fett alles andere als essbar.
"Dieses Weltraumfett ist nicht die Art von Dingen, die Sie auf einer Scheibe Toast verteilen möchten! Es ist schmutzig, wahrscheinlich giftig und bildet sich nur in der Umgebung des interstellaren Raums (und in unserem Labor). Es ist auch faszinierend, dass organisches Material dieser Art - Material, das in Planetensysteme eingebaut wird - so reichlich vorhanden ist. "
Mit Blick auf die Zukunft möchte das Team nun die Häufigkeit der anderen Art von nicht reinem Kohlenstoff bestimmen, nämlich den mottenkugelartigen aromatischen Molekülen. Auch hier wird das Team die Moleküle in einer Laborumgebung mithilfe von Simulationen nachbilden. Indem sie die Menge jeder Kohlenstoffart in interstellarem Staub bestimmen, können sie die Menge dieser Elemente in unserer Galaxie einschränken.
Auf diese Weise können Astronomen genau bestimmen, wie viel von diesem lebensspendenden Element verfügbar ist, und sie können auch Aufschluss darüber geben, wie und wo das Leben greifen kann!
