The quest to understand interstellar sulfur and metal chemistry through synergetic laboratory and radio telescope observations

Projektbeschreibung

Die Antwort steht in den Sternen

Die Anzahl der Sterne im Universum wird oft mit der Anzahl an Sandkörnern an allen Stränden der Erde gleichgesetzt. Im Gegensatz zu Sand sind Sterne in größerer Entfernung zueinander angeordnet. Dazwischen liegt das sogenannte interstellare Medium, das zu 99 % aus Gas und zu 1 % aus Staub besteht. Das Wissen über die physikalischen Kenngrößen und chemischen Verhaltensweisen der Bestandteile des interstellaren Mediums ist von zentraler Bedeutung, um die Bildung und Entwicklung der Sterne und Galaxien, die Bildung von Planeten und die Ursprünge des Lebens ergründen zu können. Allerdings ist recht wenig über die Struktur und die Evolution des interstellaren Mediums bekannt, vor allem weil dessen Bestandteile nur in sehr geringen Mengen vorhanden sind. Das EU-finanzierte Projekt AstroSsearch hat zum Ziel, unser Wissen über die Lücken zwischen den Sternen durch eine Kombination aus Laborversuchen und astronomischen Beobachtungen auszuweiten.

Ziel

The fellowship AstroSsearch addresses open questions related to the abundance of sulfur and metals in the interstellar medium. While some species have been detected in astronomical environments, their abundance and complexity is quite low, thereby preventing a full understanding of the chemistry occurring in these environments. We will attack this problem with a synergic approach exploiting new laboratory microwave spectroscopy developments and radio astronomy observations. The key objectives include the generation of high-resolution rotational spectra of previously undetected sulfur/metal containing compounds and ions by mating broadband (chirped-pulse Fourier transform) microwave spectroscopy techniques with electrical discharge and laser ablation sources. Additionally, a novel discharge source will be developed in which the chemistry can be controlled to reveal likely reaction pathways that produce the observed species. This will allow for the postulation of viable astronomical formation mechanisms. The expected results are:
(1) Development of a new controlled reactive chemistry source that can be paired with laser ablation.
(2) High-resolution, rotational spectra of complex sulfur and metal containing species leading to their unambiguous identification in interstellar environments and their inclusion in theoretical models.
(3) Elucidation of viable reaction pathways in astronomical environments for targeted and detected species and the insertion of these pathways into existing models.
These results will facilitate radio astronomy detections, expanding our comprehension of astronomical chemistry. The synergy of laboratory spectroscopy and observational astrophysics will bring together all facets of the multidisciplinary field of astrochemistry, broadening our understanding of the chemistry that is occurring in interstellar and circumstellar environments and shedding light on the chemical complexity of the universe.