October 26, 2012 / Dr. Dörte Mehlert

Zwei neue Moleküle mit SOFIA entdeckt

Als Ergebnis von Beobachtungen mit dem amerikanisch-deutschen Flugzeug-Observatorium SOFIA ("Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie), gemeinsam betrieben von NASA und DLR, konnten zwei neue Moleküle, SH (Schwefelhydrid) und OD (deuteriertes Hydroxyl-Radikal), erstmals im interstellaren Medium nachgewiesen werden. SH ist eine wichtige Komponente für die Erforschung der Schwefelchemie in interstellaren Wolken. OD, eine Abart des Hydroxyl-Radikals, bei der das Wasserstoffatom durch sein schwereres Isotop Deuterium ersetzt wurde, spielt eine entsprechende Rolle bei der Untersuchung chemischer Reaktionen zur Erzeugung von Wasser im Universum. Beide Moleküle haben Übergangslinien im Terahertz-Bereich des elektromagnetischen Spektrums, die nicht vom Erdboden aus beobachtet werden können.

Als Ergebnis von Beobachtungen mit dem amerikanisch-deutschen Flugzeug-Observatorium SOFIA ("Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie), gemeinsam betrieben von NASA und DLR, konnten zwei neue Moleküle, SH (Schwefelhydrid) und OD (deuteriertes Hydroxyl-Radikal), erstmals im interstellaren Medium nachgewiesen werden. SH ist eine wichtige Komponente für die Erforschung der Schwefelchemie in interstellaren Wolken. OD, eine Abart des Hydroxyl-Radikals, bei der das Wasserstoffatom durch sein schwereres Isotop Deuterium ersetzt wurde, spielt eine entsprechende Rolle bei der Untersuchung chemischer Reaktionen zur Erzeugung von Wasser im Universum. Beide Moleküle haben Übergangslinien im Terahertz-Bereich des elektromagnetischen Spektrums, die nicht vom Erdboden aus beobachtet werden können.



Die Entdeckung und Untersuchung von interstellaren Molekülen in Frequenzbereichen, die nicht bodengebunden erforscht werden können, ist eine der Stärken von GREAT, dem "German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies". GREAT wurde von einem Konsortium deutscher Forschungsinstitute unter Leitung von Rolf Güsten vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie entwickelt. Erste Resultate aus Beobachtungen mit GREAT wurden im Mai 2012 in einer speziellen Ausgabe des europäischen Fachjournals "Astronomy & Astrophysics" veröffentlicht (GREAT: early science results, A&A 542, F1 (2012), DOI: 10.1051/0004-6361/201219393).

 
Rho_Oph_WISE_2
Abb. 1: Infrarotbild der Rho-Ophiuchi-Sternentstehungsregion in ca. 400 Lichtjahren Entfernung mit einer Reihe von dunklen Staubfilamenten. Die Position des im Optischen komplett unsichtbaren massearmen Protosterns IRAS 16293-2422, in dessen Richtung das OD-Molekül in Absorption entdeckt werden konnte, ist mit einem roten Kreis am linken Bildrand markiert. Bildrechte: NASA/Spitzer/Caltech-JPL/Harvard University/U. Arizona
 
Abb. 2: Das mit dem GREAT-Empfänger an Bord von SOFIA beobachtete Spektrum zeigt eine Linie von OD (deuteriertes Hydroxyl-Radikal) in Absorption bei einer Frequenz von 1,39 Terahertz (215 Mikrometer Wellenlänge). Dieses Molekül spielt eine wichtige Rolle bei der Bildung von interstellarem Wasser und könnte eine Art von chemischer Uhr bei Frühstadien der Sternentstehung darstellen.
Bildrechte: MPIfR/B. Parise et al., 2012, A&A 542, L5

 

 
Abb. 3: Radiobild der Milchstraßenebene zwischen 28 und 44 Grad galaktischer Länge. Die interstellare Region W49 ist als helle Radioquelle bei 43 Grad galaktischer Länge sichtbar, das liegt in Richtung des Sternbilds "Adler" im Sommerdreieck. W49 ist ein ca. 30000 Lichtjahre entferntes Gebiet massereicher Sternentstehung, dessen optische Strahlung komplett durch dazwischenliegenden interstellaren Staub absorbiert wird.
Bildrechte: MPIfR/W. Reich

     

Abb. 4: Zwei Spektrallinien des SH-Moleküls (Schwefelhydrid) in Absorption in Richtung des Sternentstehungskomplexes W49 bei einer Frequenz von 1383 GHz (217 Mikrometer Wellenlänge). SH spielt eine wichtige Rolle bei der Erforschung der Schwefelchemie im interstellaren Medium.
Bildrechte: D.A. Neufeld et al., 2012, A&A 542, L6
 

 


GREAT, der "German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies", ist ein Empfänger für spektroskopische Ferninfrarot-Beobachtungen in einem Frequenzbereich von 1,25 bis 5 Terahertz (60-240 µm Wellenlänge), der von bodengebundenen Observatorien aus wegen der mangelnden atmosphärischen Transparenz nicht mehr zugänglich ist. Dieser Empfänger kommt als Instrument der ersten Generation am Flugzeug-Observatorium SOFIA zum Einsatz. GREAT wurde durch ein Konsortium deutscher Forschungsinstitute (MPIfR Bonn und KOSMA/Universität zu Köln, in Zusammenarbeit mit dem MPI für Sonnensystemforschung und dem DLR-Institut für Planetenforschung) entwickelt und gebaut. Projektleiter für GREAT ist Dr. Rolf Güsten (MPIfR). Die Entwicklung des Instruments ist finanziert mit Mitteln der beteiligten Institute, der Max-Planck-Gesellschaft und der Deutschen Forschungsgemeinschaft.

  

Originalveröffentlichungen:

SOFIA/GREAT Special Issue , Astronomy & Astrophysics (Volume 542, May 10, 2012).

Science from observations with GREAT during the Early Science phase

 

Frühere Pressemitteilungen:

OD und SH - zwei neue Moleküle im All  , Max Planck Society (in German).

OD und SH - two new molecules in space  , Max Planck Society (in English). 
 

  

Weitere Informationen:

Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy  (SOFIA), NASA.

SOFIA Science Center .

Deutsches SOFIA-Institut  (DSI).

Max-Planck-Institut für Radioastronomie  (MPIfR).

Division for Submm Technologies  at MPIfR.

German Receiver for Astronomy at Terahertz Frequencies  (GREAT).

Kölner Observatorium für Submillimeter-Astronomie  (KOSMA), I. Physikalisches Institut, Universität zu Köln.

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt  (DLR). 


 

Kontakt:


Dr. Dörte Mehlert
Deutsches SOFIA-Institut,  
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit,  
Fon: +49(0)711-6856-9632 
E-mail:  mehlert@dsi.uni-stuttgart.de

Dr. Rolf Güsten
GREAT-Projektwissenschaftler,
Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn.
Fon: +49(0)228-525-383
E-mail: rguesten@mpifr-bonn.mpg.de

Dr. Norbert Junkes
Max-Planck-Institut für Radioastronomie,
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit,
Fon: +49(0)228-525-399
E-mail: njunkes@mpifr-bonn.mpg.de

            

 

  

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