Interstellare Materie im Weltall wird erforscht
Das Herschel-Weltraumteleskop, das modernste Observatorium der Europäischen Weltraumagentur ESA, verfügt über das größte und leistungsstärkste Infrarotteleskop, das jemals im Weltall unterwegs war. Es ist die erste Weltraumobservatorium, das den gesamten Wellenlängenbereich vom Fern-Infrarot- bis in den Submillimeterbereich abdeckt. Mit Hilfe der durch Herschel möglichen Beobachtungen werden die an dem Projekt "The dust-gas synergy in the ISM" (SYNISM) arbeitenden Wissenschaftler die interstellare Materie gründlich erkunden können. Über 99 % der interstellaren Materie besteht aus atomarem und molekularem Gas und nur 1 % ist aus winzigen Stücken von Feststoffpartikeln gebildet. Dieser Staub spielt eine wichtige Rolle bei den Prozessen, die Sternenentstehung regulieren, und bei der Synthese der im Weltraum existierenden komplexen Moleküle. Allerdings ist Staub ein fortlaufender Bestandteil des interstellaren Mediums und seine Entwicklung ist eng mit den physikalischen Zuständen des Gases verknüpft. Diese zirkulare Abhängigkeit hat die bisherigen Staub- und Gasstudien so komplex gemacht. Staubkörner absorbieren sichtbares und ultraviolettes Licht, werden so aufgeheizt und geben in Infrarot- und Submillimeterwellenlängen Strahlung ab, die mit der Herschel-Sonde jetzt zugänglich ist. Mit dem Erschließen dieser bislang ungenutzten Wellenlängen konnten die SYNISM-Wissenschaftler Phänomene außerhalb der Reichweite der anderen Observatorien sehen. Im Einzelnen konnten sie Photodissoziationsregionen (PDR) mit einer bislang noch nie erreichten Genauigkeit untersuchen. Diese Regionen des interstellaren Medium befinden sich am Rande von Molekülwolken, dichten Regionen, in denen Sterne entstehen. Sie sind die Quelle der meisten nicht-stellaren Infrarot-Emission. Strukturen wie etwa Filamente in der Nähe von PDR sind aufgrund der räumlichen Auflösung des Herschel-Teleskops leicht zu beobachten. Mithilfe der Herschel-Detektoren waren die SYNISM Wissenschaftler in der Lage, dieses symbiotische System aufzudecken. Die rund um die Feinstruktur der PDR vorherrschenden physikalischen Bedingungen wurden auf Basis von Beobachtungen von Emissionslinien bestimmt, die eine Art Fingerabdrücke der Atome und Moleküle darstellen. Theoretische Modelle wurden auch von den SYNISM-Wissenschaftlern zur Interpretation von beobachteten Emissionslinien genutzt und mit der Staubemission verglichen. Die SYNISM-Wissenschaftler verknüpften Schwankungen in den physikalischen Eigenschaften des Gases mit den Veränderungen im Staube in der dichten interstellaren Materie, wo Sterne gebildet werden. Die Resultate der SYNISM-Untersuchung tragen zum besseren Verständnis der Prozesse bei, welche die Evolution von Galaxien lenken.
