SUBMILLIMETER-ASTRONOMIE
Seltenes Ammoniak-Molekül im All entdeckt
von Rainer Kayser
31. Mai 2002

Eigentlich sollte es so ein Ammoniak-Molekül gar nicht geben: Trotzdem fanden amerikanische Forscher nun mit Hilfe des Caltech Submillimeter Observatory Ammoniak-Moleküle, die neben einem Stickstoff-Atom drei Deuterium-Atome enthalten.  Nun versuchen sie zu erklären, wieso es dieses Molekül in einer 1000 Lichtjahre entfernten Gaswolke überhaupt geben kann.

Das 10,4-Meter Leighton-Teleskop des Caltech Submillimeter Observatory auf Mauna Kea, Hawaii. Foto: Caltech Infrarotaufnahme der Umgebung der Wolke Barnard 1. Bild: Caltech

Eine extrem seltene Form von Ammoniak haben amerikanische Astronomen in einer 1000 Lichtjahre entfernten Gaswolke entdeckt. Die Ammoniak-Moleküle enthalten neben einem Stickstoff-Atom drei Deuterium-Atome. Deuterium ist so genannter "schwerer Wasserstoff", dessen Atomkerne nicht nur ein Proton, sondern zusätzlich ein Neutron enthalten. Gewöhnliches Ammoniak enthält dagegen ausschließlich normale Wasserstoff-Atome. "Die Wahrscheinlichkeit, dass in einem Ammoniak-Melekül alle drei Wasserstoff-Atome durch Deuterium ersetzt werden, beträgt eins zu einer Million Milliarden," erläutert Tom Phillips vom California Institute of Technology (Caltech), der Leiter des Forscherteams. "Das ist, als gewinne man zwei Wochen hintereinander den Jack-Pot beim Lotto - in der Tat astronomisch unwahrscheinlich!"

Daher hatten die Astronomen angenommen, "dreifach deuterisiertes Ammoniak" sei im Weltall so selten, dass es sich gar nicht nachweisen ließe. Statt dessen stießen Phillips und seine Kollegen bei ihren Beobachtungen der Gaswolke Barnard 1 im Sternbild Perseus mit dem Teleskop des Caltech Submillimeter Observatory auf ein überraschend starkes Signal der seltenen Moleküle.

Nun rätseln die Wissenschaftler, wie es zur Bildung dieser Ammoniak-Moleküle kommt. Möglicherweise, so spekulieren sie in ihrer jetzt im Fachblatt Astrophysical Journal Letters publizierten Arbeit, ist es die extreme Kälte der interstellaren Gaswolken, die zur Stabilisierung der seltenen Ammoniak-Form beiträgt. Bei hohen Temperaturen würde der schwere Wasserstoff durch ständige Stöße zwischen Ammoniak-Molekülen und Wasserstoff-Atomen rasch ausgetauscht. Bei Temperaturen von nur 10 bis 20 Grad über dem absoluten Nullpunkt jedoch sei die Chemie der Moleküle nahezu "eingefroren", so Dariusz Lis, einer der beteiligten Forscher.