Ein flüchtiger Blick auf die Welt der Aromaten
Die Zusammensetzung des kosmischen Staubes ist von seiner Umgebung abhängig. Mithilfe der reichhaltigen Beobachtungen durch boden- und satellitengestützte Teleskope konnte gut belegt werden, dass kohlenstoffhaltiges Material einen wesentlichen Bestandteil der Staubkörner und Staubansammlungen darstellt. EU-finanzierte Wissenschaftler setzten sich zum Ziel, die chemischen und strukturellen Eigenschaften des Staubes erheblich genauer zu bestimmen. Im Rahmen des Projekts "Spectroscopy of cosmic dust analogs: Study of the interaction with polycyclic aromatic hydrocarbons" (PAHCNP) simulierten Wissenschaftler die chemischen Vorgänge, die in astrophysikalischen Umgebungen ablaufen. Im Besonderen wurde die Absorption polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe (PAK) durch Kohlenstoffpartikel reproduziert, indem die Bedingungen astrophysikalischer Umgebungen imitiert wurden. Diese organischen Moleküle durchziehen den Raum zwischen den Sternen. PAK bestehen ausschließlich aus Kohlenstoff und Wasserstoff und werden "polyzyklisch" genannt, da ihre zahlreichen Ringe aus Kohlenstoffatomen aufgrund der starken chemischen Bindungen zwischen ihnen "aromatisch" sind. Auf der Erde bilden sich PAK bei der unvollständigen Verbrennung beinahe jedes organischen Materials. Im Labor wurden Gemische aus PAK und Buckminster-Fulleren (C60) durch laserinduzierte Pyrolyse von Kohlenwasserstoffen wie Ethylen und Acetylen hergestellt. C60 wurde vor Kurzem als größtes je im Weltraum festgestelltes Molekül bestätigt. Auf Grundlage der empirischen Belege zur photochemikalischen Entwicklung kohlenstoffhaltiger Verbindungen bei ultravioletter Bestrahlung wurde im PAHCNP-Projekt eine Reihe von Experimenten durchgeführt. Die Ergebnisse beleuchteten die Rolle der PAK sowohl als Produkt als auch als Ausgangsstoff der Kondensationsvorgänge, die letztendlich zu C60 führen, einem käfigförmigen Kohlenstoffmolekül. In jedem photochemikalischen Entwicklungsverlauf beeinflussten Parameter wie Temperatur und Intensität ultravioletter Bestrahlung den Kondensationsvorgang und folglich auch die Zusammensetzung der Neben- und Endprodukte. Verschiedene Techniken wurden angewandt, um wertvolle Informationen zu alternativen Verläufen der C60-Bildung zu sammeln, die für unser Verständnis der im Weltraum vorkommenden aromatischen Verbindung von zentraler Bedeutung sind. Die Laboruntersuchungen des PAHCNP-Projekts lieferten neue Erkenntnisse zum dem, das viele als den Schlüssel zum Ursprung des Lebens betrachten – nicht nur auf unseren Planeten bezogen, sondern auf das gesamte Universum.
