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Abbildung 1:
Aminoacetonitril (NH2CH2CN)
Bild: Sven Thorwirth,
MPIfR |
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Die "Heimat der großen Moleküle" erscheint als
sehr dichter, heißer Gasklumpen innerhalb des Sternentstehungsgebiets
Sagittarius B2. In diesem Klumpen von gerade einmal 0,3 Lichtjahren
Durchmesser, der von einer tief im Inneren verborgenen jungen Sonne aufgeheizt
wird, fanden sich die meisten der bisher im Weltraum nachgewiesenen organischen
Moleküle - darunter so komplexe Verbindungen wie Äthylalkohol,
Formaldehyd, Ameisensäure, Essigsäure, Glykolaldehyd und
Äthylenglykol.
Von 1965 an wurden bis heute mehr als 140 verschiedene
Moleküle im Weltall identifiziert, sowohl in interstellaren Wolken als
auch in ausgedehnten Hüllen um Sterne. Ein Großteil davon ist
organisch, das heißt, auf Kohlenstoffbasis aufgebaut. Besonders intensiv
fahnden die Forscher nach sogenannten Biomolekülen, dabei speziell nach
Aminosäuren - den unabdingbaren Bausteinen des Lebens. Aminosäuren
konnten bereits in Meteoriten auf der Erde nachgewiesen werden, nicht aber im
interstellaren Raum.
Nach der einfachsten Aminosäure Glycin
(NH2CH2COOH) wurde in kosmischen Quellen bereits lange,
doch bisher vergeblich gesucht. Angesichts dieser Schwierigkeiten konzentrierte
sich die Fahndung auf Aminoacetonitril (NH2CH2CN), einen
chemischen Verwandten und möglichen direkten Vorläufer von Glycin.
Die Wissenschaftler des Bonner Max-Planck-Instituts
für Radioastronomie nahmen die "Heimat der großen Moleküle",
wie die Quelle unter Fachleuten genannt wird, ins Visier und durchforsteten mit
dem IRAM-30-Meter-Teleskop in Spanien einen dichten Wald von 3700
Spektrallinien komplexer Moleküle. Atome und Moleküle leuchten nur
bei ganz speziellen Frequenzen, die als charakteristische Linien im Spektrum
der Gesamtstrahlung auftreten. Durch die Analyse solcher Spektrallinien
lässt sich aus der Radiostrahlung einer kosmischen Wolke auf deren
chemische Zusammensetzung schließen. Je komplexer ein Molekül, desto
mehr Möglichkeiten hat es, seine interne Energie abzustrahlen. Deshalb
emittieren komplexe Moleküle sehr viele Spektrallinien, die allerdings
alle recht schwach sind und deshalb im "Linien-Dschungel" schwer auszumachen
sind. |
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Abbildung 2: Radioteleskope, mit denen die Entdeckung von
Aminoacetonitril im Weltraum möglich wurde: das IRAM-30m-Teleskop in
Spanien (links), das IRAM Plateau-de-Bure-Interferometer in Frankreich (Mitte),
und das "Australia Telescope Compact Array" (rechts). Bilder: IRAM,
ATNF |
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"Trotzdem gelang es uns schließlich, 51 sehr
schwache Linien eindeutig dem Molekül Aminoacetonitril zuzuordnen", sagt
Max-Planck-Wissenschaftler und Erstautor Arnaud Belloche. Bestätigt wurde
das Ergebnis der Gruppe bei zehnfach höherer räumlicher
Auflösung durch Beobachtungen mit zwei Radioteleskop-Netzwerken: dem
Plateau-de-Bure-Interferometer in Frankreich sowie dem Australia Telescope
Compact Array - damit wurde gezeigt, dass alle Linien tatsächlich von der
gleichen Position innerhalb der "Heimat der großen Moleküle"
stammen: "ein zwingender Beweis für die Glaubwürdigkeit unserer
Identifikation". Die exakten Frequenzen für die Spektrallinien von
Aminoacetonitril stammen vom Labor für Molekülspektroskopie der
Universität Köln, das eine umfangreiche Datenbasis astronomisch
relevanter Moleküle zur Verfügung stellt.
Die Entdeckung von Aminoacetonitril hat unser
Verständnis der chemischen Vorgänge in dichten, heißen
Sternentstehungsgebieten deutlich erweitert. Ich denke, wir werden in Zukunft
zahlreiche weitere, noch komplexere organische Moleküle im interstellaren
Gas nachweisen können. Mehrere Kandidaten haben wir schon!", sagt Karl
Menten, Direktor am Max-Planck-Institut für Radioastronomie und Leiter der
Forschungsgruppe "Millimeter- und Submillimeterastronomie".
IRAM, das Institut für Radioastronomie bei
Millimeter-Wellenlängen, ist ein deutsch-französisch-spanisches
Forschungsinstitut, das ein 30-Meter-Radioteleskop auf dem Pico Veleta in knapp
3000 Meter Höhe in der spanischen Sierra Nevada betreibt, außerdem
ein aus sechs Einzelteleskopen bestehendes Radiointerferometer auf dem Plateau
de Bure in den französischen Alpen nahe Grenoble. Beide Instrumente kamen
bei der Entdeckung von Aminoacetonitril im Weltraum zum Einsatz.
ATCA, das Australia Telescope Compact Array, ist ebenfalls
ein Radiointerferometer, bestehend aus sechs Teleskopen, das etwa 25 Kilometer
westlich des Ortes Narrabri im australischen Bundesstaat New South Wales zu
finden ist. Es wird von der Australia Telescope National Facility in Sydney
betrieben. |
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Originalveröffentlichung
A. Belloche, K. M. Menten, C. Comito, H. S. P.
Müller, P. Schilke, J. Ott, S. Thorwirth, C. Hieret:
Detection of
amino acetonitrile in Sgr B2(N), 2008, Astronomy & Astrophysics (im
Druck). [DOI 10.1051/0004-6361: 20079203]. |
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Kontakt
Dr. Arnaud Belloche, Max-Planck-Institut für
Radioastronomie, Bonn. Fon: 0228-525-376 Fax: 0228-525-229 E-mail:
belloche at mpifr-bonn.mpg.de
Prof. Dr. Karl M. Menten,
Geschäftsführender Direktor, Max-Planck-Institut für
Radioastronomie, Bonn. Fon: 0228-525-279 Fax: 0228-525-435 E-mail:
kmenten at mpifr-bonn.mpg.de
Dr. Norbert Junkes, Öffentlichkeitsarbeit,
Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn. Fon: 0228-525-399 Fax:
0228-525-438 E-mail: njunkes at
mpifr-bonn.mpg.de |
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