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Dem interstellaren Staub auf der Spur

Ein internationales Wissenschaftlerteam analysiert durch Raumsonde Stardust eingefangene Weltraumstaubteilchen. Das Projekt wird u.a. durch die Klaus Tschira Stiftung gefördert.

Mit der Untersuchung von interstellarem Staub ist ein internationales Wissenschaftlerkonsortium der sogenannten Urmaterie auf der Spur, die als Grundlage für Leben gilt, wie wir es kennen. Das Konsortium aus 33 Forschungseinrichtungen, dem auch Wissenschaftler der Universität Heidelberg angehören, analysiert seit acht Jahren Staub aus interstellarer Materie, der von der Raumsonde Stardust eingefangen wurde. In einer Studie in “Science” und elf Begleitpublikationen wurden nun erste Ergebnisse veröffentlicht. Diese zeigen, dass die Teilchen in ihrer Elementzusammensetzung, Kristallstruktur und Größe heterogen sind und deutlich von bisher angenommenen Eigenschaften abweichen.

“Der Weltraum zwischen den Sternen unserer Milchstraße ist nicht völlig leer, er enthält immerhin einige Prozent der gesamten Masse. Diese sogenannte interstellare Materie ist extrem wichtig, da aus ihr neue Sterne und Planetensysteme entstehen”, erläutert Prof. Dr. Mario Trieloff den Hintergrund der Untersuchungen. Der Geowissenschaftler der Universität Heidelberg koordiniert das DFG-Schwerpunktprogramm “Die ersten zehn Millionen Jahre des Sonnensystems”, in dessen Rahmen Wissenschaftler verschiedener deutscher Forschungseinrichtungen an dem internationalen Konsortium beteiligt sind. Der größte Teil der interstellaren Materie ist Gas aus Wasserstoff und Helium, nur ein Hundertstel davon ist Staub, der auch alle schweren Elemente enthält. “Diese schweren Elemente im interstellaren Staub sind letztlich der Baustoff für die terrestrischen oder erdähnlichen Planeten”, erklärt Prof. Trieloff.

Die Raumsonde Stardust brachte 2006 zusammen mit den ersten Staubproben eines Kometen erstmals Proben dieser Urmaterie mit zur Erde. Dafür war mit speziellen Kollektoren interstellarer Staub aus unserem Sonnensystem eingefangen worden. Diese Staubteilchen waren sowohl kleiner als auch seltener als der Kometenstaub. Das internationale Wissenschaftlerkonsortium unter Leitung der Universität Berkeley untersuchte acht Jahre lang intensiv diese Kollektoren. Diese bestanden aus einem extrem leichten Aerogel, um die Teilchen möglichst schonend abzubremsen und intakt zu sammeln, denn die erwarteten Aufschlaggeschwindigkeiten betrugen bis zu 50 Kilometer pro Sekunde, was 180.000 Stundenkilometern entspricht.

Zum ersten Mal stehen im Labor Staubproben aus dem zeitgenössischen interstellaren Medium zur Verfügung, die so kostbar sind, dass mit Erlaubnis der NASA bislang nur zerstörungsfreie Messungen durchgeführt werden durften. “Diese haben allerdings nur eine begrenzte Genauigkeit, die Analytik für so kleine Teilchen muss in den nächsten Jahren erst noch entwickelt werden. Spätere Untersuchungen werden vermutlich noch überraschendere Ergebnisse zutage bringen. Darüber hinaus befinden sich in den Kollektoren wahrscheinlich noch viele weitere unentdeckte Teilchen. Es stehen also wohl noch weitere wissenschaftliche Entdeckungen bevor.”

Die Arbeiten wurden gefördert durch den Frontier Fond der Universität Heidelberg im Rahmen der Exzellenzinitiative, das DFG-Schwerpunktprogramm “The first 10 Million Years of the Solar System – A Planetary Materials Approach” und die Klaus Tschira Stiftung.

(15.8.2014 | Quelle: Universität Heidelberg)

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