APEX
Wasserstoffperoxid im interstellaren Raum
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie
astronews.com
6. Juli 2011

Zum ersten Mal konnten Moleküle von Wasserstoffperoxid im interstellaren Raum nachgewiesen werden. Die Entdeckung gelang Astronomen aus Schweden und Deutschland mit Hilfe des Submillimeterteleskops APEX in Chile in dem rund 400 Lichtjahre entfernten Sternentstehungsgebiet Rho Ophiuchi. Der Fund könnte den Forschern einiges über die Entstehung von Wasser im All verraten.

Farbaufnahme des Sternentstehungsgebiets um den Stern Rho Ophiuchi in etwa 400 Lichtjahren Entfernung von der Erde. Bild: ESO/S. Guisard (www.eso.org/~sguisard) [Großansicht]

Wasserstoffperoxid mit dem Symbol H₂O₂ ist eine vertraute Substanz für Chemiker, aber aufgrund seiner Wirkung ebenso für Reinigungskräfte oder Friseure. Nun haben Wissenschaftler dieses aseptisch wirkende Bleichmittel inmitten einer ganzen Reihe vertrauter Moleküle aufgespürt, die man nicht nur auf der Erde, sondern auch im Weltraum nachgewiesen hat. Einem internationalen Team von Astronomen ist die Entdeckung mit Hilfe des in 5.100 Meter Höhe auf der Chajnantor-Ebene in den chilenischen Anden gelegene APEX- Teleskops gelungen, mit dem sie eine Region in der Nähe des Sterns Rho Ophiuchi im Sternbild Schlangenträger in rund 400 Lichtjahren Entfernung untersuchten.

In dieser Region befinden sich extrem kalte (mit einer Temperatur von etwa -250 Grad Celsius) und dichte Gas- und Staubwolken, in denen neue Sterne geboren werden. Diese Wolken bestehen überwiegend aus Wasserstoff, es finden sich aber auch Spuren anderer Chemikalien. Dadurch stellen sie erstklassige Zielorte bei der Jagd nach Molekülen im interstellaren Raum dar. Das Forschungsteam hat nun in der aus diesem Gebiet eintreffenden Radiostrahlung die charakteristische Signatur von Wasserstoffperoxid identifiziert, das damit in einem Teilbereich der Rho-Ophiuchi-Wolke nachgewiesen ist.

"Der Nachweis von Wasserstoffperoxid mit dem APEX-Teleskop ist ein aufregendes Ergebnis", sagt Per Bergman, Astronom am schwedischen Onsala Space Observatory. "Wir wussten von Laborexperimenten bereits genau, bei welcher Wellenlänge wir danach suchen mussten, aber die Häufigkeit dieses Moleküls liegt nur bei einem Zehnmilliardstel der Häufigkeit von Wasserstoffmolekülen. Für die Entdeckung solch geringen Spuren waren sehr sorgfältige Messungen erforderlich." Bergman ist der Erstautor der Studie, die in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht wurde.

Wasserstoffperoxid ist ein Schlüsselmolekül sowohl für Astronomen wie auch für Chemiker. Seine Entstehung steht in enger Verbindung mit zwei sehr vertrauten Molekülen, nämlich Sauerstoff und Wasser. Beide stellen unverzichtbare Voraussetzungen für Leben dar, wie wir es auf der Erde kennen. Da ein überwiegender Anteil des Wassers auf unserer Erde vermutlich im Weltall entstanden ist, sind die Wissenschaftler sehr daran interessiert, zu verstehen, wie dieser Prozess ablief. Es wird angenommen, dass sich Wasserstoffperoxid im Weltraum auf der Oberflächen von kosmischen Staubkörnern bildet, sehr feinen Partikeln ein bisschen ähnlich wie Sand oder Ruß. Dabei wird atomarer Wasserstoff (H) zu Sauerstoffmolekülen (O₂) hinzugefügt. Eine weitere chemische Reaktion des Wasserstoffperoxids mit Wasserstoff kann dann zur Entstehung von Wasser führen (H₂O). Der Nachweis von Wasserstoffperoxid bringt somit ein besseres Verständnis der Entstehung von Wasser im Universum.

"Wir wissen im Moment noch nicht, wie einige der wichtigsten Molekülarten hier auf der Erde im Weltraum gebildet werden", sagt Bérengère Parise, die Leiterin der Emmy-Noether-Forschungsgruppe zur Sternentstehung und Astrochemie am Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie und Zweitautorin der Veröffentlichung. "Aber unsere Entdeckung von Wasserstoffperoxid mit APEX dürfte belegen, dass kosmischer Staub die bisher fehlende Zutat in diesem Prozess darstellt." Die Ausarbeitung, wie genau die Prozesse zur Entstehung dieser wichtigen Moleküle miteinander in Verbindung gebracht werden können, erfordert weitere Beobachtungen von Rho Ophiuchi und anderen Sternentstehungsgebieten mit zukünftigen Teleskopen wie beispielsweise ALMA, dem Atacama Large Millimetre Array, das zur Zeit auf der Hochebene von Chajnantor gebaut wird - und die Unterstützung durch Chemiker in irdischen Laboratorien.

Das Atacama Pathfinder Experiment (APEX) ist ein gemeinsames Projekt des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) mit dem Onsala Space Observatory (OSO) und der europäischen Südsternwarte (ESO) zum Bau und Betrieb einer modifizierten Prototyp-Antenne von ALMA, dem Atacama Large Millimetre Array als Einzelteleskop auf einem in 5.100 m Höhe über dem Meeresspiegel gelegenen Standort in der chilenischen Atacama-Wüste. Der Betrieb des Teleskops erfolgt durch die ESO.