Organische Moleküle im Orion-Nebel
Das HIFI-Instrument auf dem Herschel-Satelliten weist eine Fülle von Spektrallinien organischer Moleküle nach.
Das HIFI-Spektrum des Orion-Nebels ist eines der ersten Spektren, die mit HIFI gewonnen wurden. Es zeigt eine große Fülle einzelner Strukturen, die einen ganzen Wald von Spektrallinien bilden. Jede dieser Linien steht für die Strahlung eines ganz bestimmten Moleküls in diesem Gasnebel, der als eine der produktivsten chemischen Fabriken im Weltraum gilt. Die einzelnen Schritte, die zur Bildung der Moleküle führen, sind allerdings noch nicht sehr gut verstanden. Bei der ersten Durchsicht des Orion-Spektrums ist es den Astronomen gelungen, bereits eine Reihe der Linien, die sich durch das ganze Spektrum ziehen, bekannten Molekülen zuzuordnen. Die Identifikation weiterer Linien ist in Arbeit.
Eine Besonderheit im Spektrum des Orion-Nebels ist seine Reichhaltigkeit: unter den identifizierten Molekülen finden sich Wasser, Kohlenmonoxid, Formaldehyd, Methanol, Dimethyläther, Zyanwasserstoff, Schwefeloxid, Schwefeldioxid nebst einer Reihe von Isotopomeren. Es steht zu erwarten, dass auch bisher im Weltraum nicht nachgewiesene organische Moleküle im Spektrum gefunden werden.
"Dieses HIFI-Spektrum, und viele weitere, die folgen werden, bieten eine Vielfalt von Informationen darüber, wie sich organische Moleküle in einem Gebiet aktiver Sternentstehung bilden. Alles deutet darauf hin, dass wir ein tieferes Verständnis der chemischen Vorgänge im Weltraum erhalten, sobald wir über die vollständigen spektralen Daten verfügen", sagt Edwin Bergin von der Universität Michigan, der Leiter des HEXOS-Projekts, in dessen Rahmen das Sternentstehungsgebiet im Sternbild Orion mit HIFI untersucht wird.
Das Spektrum des Orion-Nebels wurde im Februar 2010 gemessen, nur einen Monat, nachdem die regulären Messungen mit HIFI auf dem Herschel-Satelliten aufgenommen wurden.
Extrem hohe Auflösung:
HIFI wurde entwickelt, um Spektren mit extrem hoher Auflösung zu erhalten und einen neuen Wellenlängenbereich im Ferninfraroten für spektrale Untersuchungen zugänglich zu machen, der für bodengebundene Teleskope unerreichbar bleibt. "Es ist schon erstaunlich, zu sehen, wie gut HIFI arbeitet", sagt Frank Helmich vom "Netherlands Institute for Space Research" (SRON), Projektleiter ("Principal Investigator") von HIFI. "Wir haben dieses Spektrum mit nur ein paar Stunden Messzeit erhalten und es schlägt bereits alles, was wir aus anderen Wellenlängenbereichen kennen. Organische Moleküle sind überall in diesem Spektrum, und wir finden sie selbst bis hinunter zu schwächsten Spektrallinien- das zeigt die Genauigkeit von HIFI. Die Entwicklung des Instruments hat acht Jahre gebraucht, aber die Wartezeit hat sich gelohnt!"
Die Zuordnung der zahlreichen Spektrallinien im Orion-Spektrum zu Linienübergängen bestimmter Moleküle erfordert ausgefeilte Werkzeuge wie z.B. die Kölner Datenbank für Molekülspektroskopie (CDMS), in der die Labordaten von hunderten von Molekülen und präzise Linienvorhersagen zusammengestellt sind. "Die hohe spektrale Auflösung von HIFI zeigt die atemberaubende Fülle an Molekülen, die trotz der unwirtlichen Bedingungen mit den Geburtsstätten von Sternen und Planeten einher geht", kommentiert Jürgen Stutzki, ebenfalls HIFI-Projektleiter ("co-principal investigator") von der Universität zu Köln.