Ein berühmtes Molekül erhält eine klarere Ursprungsgeschichte
Astronomen, die das James-Webb-Weltraumteleskop einsetzen, haben einen großen Schritt zum Verständnis gemacht, wo eines der bekanntesten Moleküle der Weltraumchemie entsteht. Das Ziel ist Tc 1, ein planetarischer Nebel etwa 12.400 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Altar, und das Molekül ist Buckminsterfulleren, besser bekannt als „Buckyball“.
Die neuen Beobachtungen stammen von Professor Jan Cami und Kollegen der Western University, die auch Teil des Teams waren, das 2010 mithilfe des Spitzer-Weltraumteleskops erstmals Buckyballs im All identifizierte. Mit Webbs Mid-Infrared Instrument, kurz MIRI, kehrte das Team nun zu demselben Objekt zurück und lieferte das, was die Quelle als erste detaillierte Ansicht des Nebels beschreibt. Dieser reichhaltigere Datensatz weist wiederum auf den Geburtsort dieser ungewöhnlichen Kohlenstoffstrukturen hin.
Das ist wichtig, weil Buckyballs nicht nur eine wissenschaftliche Kuriosität sind. Sie sind ein Maßstab dafür, wie sich komplexe Moleküle in harschen astrophysikalischen Umgebungen zusammensetzen können. Wenn Forschende herausfinden können, wo und unter welchen Bedingungen sie entstehen, erhalten sie einen besseren Zugriff auf die umfassenderen Wege, auf denen sich kohlenstoffbasierte Chemie im Kosmos ausbreitet.
Was Buckyballs sind und warum Wissenschaftler sich dafür interessieren
Buckyballs sind kugelförmige Moleküle aus 60 Kohlenstoffatomen, die in einem Muster aus Sechsecken und Fünfecken angeordnet sind. Ihr formaler chemischer Name ist C60, und ihre Architektur erinnert sowohl an einen Fußball als auch an eine geodätische Kuppel. Das Molekül wurde 1985 erstmals von Sir Harry Kroto und Kollegen an der University of Sussex synthetisiert; diese Arbeit trug später zum Nobelpreis für Chemie 1996 bei. Kroto benannte die Struktur nach dem Architekten Buckminster Fuller als Buckminsterfulleren, dessen Kuppeln dieselbe Geometrie widerspiegelten.
Lange bevor Astronomen sie im All bestätigen konnten, vermuteten Wissenschaftler, dass solche Moleküle im Universum weit verbreitet sein könnten. Kohlenstoff ist häufig, und astrophysikalische Umgebungen sind in der Lage, überraschend ausgefeilte Chemie hervorzubringen. Dennoch ist eine Vermutung noch kein Nachweis. Erst 2010 berichteten Cami und Mitarbeitende über Hinweise auf Buckyballs im All, gestützt auf Beobachtungen von Tc 1 mit Spitzer.
Diese Entdeckung warf sofort eine schwierigere Frage auf: Wie entstehen diese Moleküle in der Natur genau? Das Auffinden eines Moleküls in einem Nebel verrät für sich allein nicht, wo innerhalb dieser Umgebung es entstanden ist, welches Strahlungsfeld es geprägt hat oder welche Phase der Sternentwicklung die nötigen Bedingungen geschaffen hat. Genau solche Fragen soll Webb schärfer fassen.
