Winzige Diamanten im Sternenstaub

Um die Evolution des Universums zu verstehen, untersuchen Astronomen die kosmische Hintergrundstrahlung (CMB, cosmic microwave background). Sie gilt als ein Überbleibsel, ein Echo des Urknalls und liefert Antworten dazu, wie sich die grundlegenden Strukturen unseres Universums herausgebildet haben. Misst man die Strahlung jedoch, stellt man fest, dass sie heller ist als vermutet. Das liegt daran, dass es auch andere Quellen von Mikrowellenstrahlung im All gibt.

Den Anteil, der über den erwarteten Betrag hinausgeht, nennen Astronomen AME (Anomalous Microwave Emission). Man vermutete schon länger, dass sich sehr schnell drehende, winzige Staubkörner die Quelle der AME sind. Insbesondere polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAHs) hatte man hier im Verdacht.

Doch das war offenbar eine falsche Annahme, wie Astronomen nun mit Hilfe des Green Bank Telescope (GBT) in West Virginia (kennen „Enceladus“-Leser gut!) und des Australia Telescope Compact Array (ATCA) herausfanden. Die beiden Radioteleskope beobachteten die protoplanetaren Scheiben der jungen Sterne V892 Tau, HD 97048 und MWC 297. Dabei fanden sie Signaturen kleinster Kohlenstoff-Kristalle, sogenannter Nanodiamanten. Insbesondere wenn diese von Wasserstoffatomen umgeben sind, strahlen sie genau die richtigen Frequenzen ab, um als Quelle der AME in Frage zu kommen. Nanodiamanten kommen in protoplanetaren Scheiben häufig vor; in den beobachteten Systemen machten sie bis zu zwei Prozent der Masse des Kohlenstoffs aus. Sie werden auch regelmäßig in Meteoritenfunden identifiziert. Nanodiamanten bilden sich in überheißen Kohlenstoffdämpfen.

Für die Studien über die Evolution des Universums ist das eine gute Nachricht. Die Inflationsperiode kurz nach dem Urknall sollte sich nämlich in Form einer Polarisierung dem CMB aufgeprägt haben. Diese Polarisierung ist noch nicht nachgewiesen worden. Die Mikrowellenstrahlung der Nanodiamanten ist nur sehr schwach polarisiert und stört deshalb bei der Fahndung nicht.

Künstlerische Darstellung der Quelle der anomalen Infrarot-Strahlung in einer protoplanetaren Scheibe (Bild: S. Dagnello, NRAO/AUI/NSF)

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