SPITZER – Auf der Suche nach Nanodiamanten

Im Weltall könnten Wolken aus Nanodiamanten existieren. Durch eine neue Software konnte jetzt simuliert werden, in welchem Spektrum diese erstrahlen sollten. Mit dem SPITZER-Weltraumteleskop sollte es möglich sein, sie aufzuspüren, falls sie existieren.

Ein Beitrag von Daniel Schiller. Quelle: NASA.

NASA/JPL
Künstlerische Darstellung des SPITZER-Weltraumteleskops
(Bild: NASA/JPL)

Durch Untersuchungen an Meteoritenüberresten auf der Erde wurde in den 1980er Jahren festgestellt, dass ca. drei Prozent des Kohlenstoffinhalts eines Meteoriten aus so genannten Nanodiamanten bestehen. Diese Diamanten haben im Durchschnitt nur 1/25000 des Durchmessers eines Sandkorns und können durch ihre erwartete Häufigkeit wichtige Aufschlüsse über die Entwicklung kohlenstoffreicher Moleküle im Universum geben.

Bisher konnten die Diamanten noch nicht beobachtet werden, was auf unzureichende Beobachtungsmethoden zurückzuführen sein kann. Um festzustellen, wie sich diese Teilchen im Universum bemerkbar machen könnten, wurden sie in Computern modelliert. Die Simulation ihrer Eigenschaften ergab, dass durch das Licht eines Sterns ihre Moleküle zu Vibration und Abgabe von Licht im mittleren infraroten Wellenlängenbereich zwischen 3,4 – 3,5 Mikrometern und 6 – 10 Mikrometern angeregt werden können. Genau auf diesen Bereich ist das NASA-Weltraumteleskop SPITZER spezialisiert, so dass mit ihm nach den Infrarotsignaturen der Nanodiamanten im Universum gefahndet werden kann.

Aus den Simulationsergebnissen lässt sich aber auch auf die aussichtsreichsten Orte für die gesuchten Infrarotsignaturen schließen. Da Diamante sehr stabile Verbindungen zwischen ihren Kohlenstoffatomen aufweisen, ist eine Anregung der Moleküle zu Schwingungen nur durch sehr kurzwelliges hochenergetisches UV-Licht möglich. Vor allem die näheren Umgebungen heißer Sterne scheinen demnach aussichtsreichste Orte für das Auffinden der erwarteten Infrarotstrahlung mittels SPITZER zu sein, sollten Nanodiamanten in ihrer Umgebung existieren.

Wenn die erwarteten Signaturen gefunden werden, wäre aber immer noch ungeklärt, wie und wo sich die Nanodiamanten gebildet hätten. Auf der Erde entstehen sie unter hohem Druck und hoher Temperatur im Erdinneren. In den Staubwolken im interstellaren Raum herrschen genau die gegenteiligen Bedingungen, tiefe Temperaturen und minimaler Druck.

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