Deuteriumstrudel in der Milchstraße

News: Deuteriumstrudel in der Milchstraße

Im Deuterium sehen Wissenschaftler den Schlüssel zur Geschichte unseres Universums. Bisher nahmen sie an, dass es nur in sehr geringen Mengen im Zentrum der Milchstraße vorhanden ist. Doch mit einem Radioteleskop spürten Wissenschaftler dort in einer riesigen Gas-Wolke große Mengen des schweren Wasserstoff-Isotops auf. Das Deuterium muss nach ihrer Ansicht in den ersten Minuten nach dem Urknall entstanden sein und strömt nun von außerhalb in die Mitte unserer Galaxie.

Deuterium ist ein seltenes Isotop des Wasserstoffs mit einem Proton und einem Neutron im Kern. Damit ist es doppelt so schwer wie normaler Wasserstoff, besitzt aber die gleichen chemischen Eigenschaften. Auch im Zentrum der Milchstraße kommt diese Form des Wasserstoffs vor, vermutete bereits der Nobelpreisträger Arno Penzias aufgrund seiner Beobachtungen. Erst jetzt gelang es Wissenschaftlern, eine quantitative Abschätzung der Menge dieses seltenen Isotops durchzuführen.

Als Donald Lubowich von der Hofstra University und Jay M. Pasachoff vom Williams College mit dem zwölf Meter Radio-Teleskop des National Radio Astronomy Observatory bei Tucson den interstellaren Nebel Sagittarius A untersuchten, machten sie eine interessante Entdeckung: Große Mengen von Deuterium strömen dort – rund 25 000 Lichtjahre von der Erde, aber nur 30 Lichtjahre vom Herzen der Galaxis entfernt – in das Zentrum unserer Milchstraße.

Die Forscher bestimmten die Häufigkeit des Isotops in der Wolke, indem sie die Mikrowellen-Strahlung eines Moleküles, dass aus einem Atom Deuterium, Kohlenstoff und Stickstoff besteht – einer Art Blausäure – maßen. Sie fanden nur ein Deuterium-Atom auf eine Million Wasserstoff-Atome. Das ist eine Million Mal mehr Deuterium, als sie an dieser Stelle vermutet hatten. Die Forscher verglichen diese Häufigkeit mit der von anderen Elementen, die ein geringeres Molekulargewicht besitzen, wie beispielsweise Lithium, und schwereren Elementen wie zum Beispiel Sauerstoff. Den Ergebnissen zufolge kann das Deuterium nicht in unmittelbarer Nähe zur Milchstrasse entstanden sein, da die Sterne es längst zu Helium verschmolzen hätten. Die Astro-Forscher vermuten als wahrscheinlichste Quelle für das zusätzliche Deuterium Gas-Wolken aus dem Halo unserer Galaxie oder aus dem intergalaktischen Raum, von denen ursprüngliche Materie in das Zentrum unserer Galaxie rieselt. Aus der Häufigkeit des Deuteriums im Zentrum der Milchstrasse können sie auf die Zusammensetzung der Galaxie schließen. Ihre Ergebnisse bestätigen die Theorie, dass die gesamte Menge des Isotops kurz nach dem Urknall entstand. Denn sollte es einen Prozess geben, bei dem Deuterium durch kosmische Strahlung neu entsteht, dann würde dies genau an der beobachteten Stelle – nahe dem Zentrum der Galaxie – geschehen.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 24.3.1999
"Wo ist bloß das Deuterium hin?"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum der Wissenschaft 2/97, Seite 38
"Deuterium und der frühe Kosmos"
(nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)

Der Heidelberger Verlag Spektrum der Wissenschaft ist Betreiber dieses Portals. Seine Online- und Print-Magazine, darunter »Spektrum der Wissenschaft«, »Gehirn&Geist« und »Spektrum – Die Woche«, berichten über aktuelle Erkenntnisse aus der Forschung.