Beobachtungen mit dem IRAM-Teleskop

Meßkampagne am IRAM-Teleskop Frühjahr 2013

Doktorandin Doris Herberth vor dem IRAM-Teleskop

Wir haben im Frühjahr 2013 zwei einwöchige Meßkampagne am IRAM-Teleskop in der Sierra Nevada, Spanien durchgeführt, um einfach deuteriertes Wasserstoffperoxid im interstellaren Medium zu suchen.
Das IRAM-Teleskop (Institut für Radioastronomie im Millimeterwellen-Bereich) ist mit seinem Durchmesser von 30 Metern und seiner Oberflächengenauigkeit von 55 Mikrometern eines der größten und empfindlichsten Radioteleskope weltweit. Seine Lage auf einem Berg in der Sierra Nevada, Spanien in 2850 m Höhe garantiert gute Wetterbedingungen für astronomische Beobachtungen.

Zu dem Projekt haben wir eine interessante Masterarbeit zu vergeben. Hierzu können Sie auch die betreuende Doktorandin Doris Herberth bzw. Herrn Prof. Thomas Giesen kontaktieren.

Bildergalerie zur Meßkampagne
Broschüre zum IRAM-Teleskop


Meßkampagne am IRAM Teleskop, 2008

Das Molekül Corannulene

Im Jahr 2008 haben wir am IRAM-Teleskop in der Sierra Nevada in Spanien eine Meßkampagne durchgeführt, mit dem Ziel, das Molekül Corannulene (C20H10) interstellar nachzuweisen. 

Corannulene gehört zur Gruppe der Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAKs oder englisch PAHs). Es existiert die Theorie, daß diese Molekül-Gruppe für die sog. "diffusen interstellaren Banden" verantwortlich ist. Hierbei handelt es sich um Absorptionsbanden, die in den Spektren einer Vielzahl von Objekten unserer Galaxie beobachtet werden können. Demnach werden sie von Molekülen verursacht, die in sehr vielen Bereichen unserer Galaxie vorkommen. Nichtsdestotrotz konnte die Molekülgruppe, welche diese Absorptionsbanden verursacht, bis heute nicht identifiziert werden.

Professor Giesen am IRAM-Teleskop

Die meisten PAHs verfügen über kein permanentes Dipolmoment. Dies ist jedoch Voraussetzung dafür, daß Moleküle von elektromagnetischer Strahlung zu Rotationen angeregt werden können.
Corannulene bildet hierbei eine Ausnahme, da es nicht "flach" ist, wie der überwiegende Teil der PAHs, sondern eine schüsselförmige Struktur aufweist. Aus diesem Grund verfügt es über ein Dipolmoment und somit über ein Rotationsspektrum, anhang dessen es eindeutig im interstellaren Medium nachgewiesen werden kann. Durch die ähnlichen Bildungsprozesse kann man in Bereichen, in denen Corannulene vorkommt, auch zahlreiche andere PAHs vermuten, so daß eine Detektion von Corannulene gleichzeitig ein Nachweis für das Vorkommen von PAHs im allgemeinen wäre.

Als Vorbereitung der astronomischen Messungen wurde das Rotationsspektrum des Moleküls zunächst im Labor untersucht, was stets die Grundlage für eine astronomische Detektion bildet. In Zusammenarbeit mit beobachtenden Astronomen haben wir anschließend nach einer interstellaren Quelle gesucht, in der ein für einen Nachweis ausreichendes Corannulene-Vorkommen vermutet wurde. Die Wahl fiel auf den kohlenstoffreichen, protoplanetaren Nebel "Red Rectangle", der sich in der Umgebung des Binärsterns HD 44179 befindet. Anschließend haben wir eine Simulation des Emissions-Spektrums von UV-angeregtem Corannulene unter den Bedingungen dieser interstellaren Umgebung durchgeführt, womit alle Voraussetzungen für die Durchführung der Beobachtungszeit gegeben waren.

Der planetare Nebel "Red Rectangle"

Die Meßkampagne am IRAM-Teleskop fand im Februar 2008 statt. Beobachtungszeiten an diesem Radioteleskop finden üblicherweise im Winter statt, da zu dieser Jahrezeit durch die geringere Luftfeuchtigkeit die Beobachtungsbedingungen am besten sind.
Wir haben nach verschiedenen Spektrallinien des Moleküls im Millimeter-Wellenlängenbereich gesucht. Es konnte keine der gesuchten Spektrallinien in den astronomischen Spektren nachgewiesen werden. Aus den Beobachtungen ließ sich jedoch ein oberer Grenzwert des Vorkommens von Corannulene im Red Rectangle ableiten, nähere Informationen finden sich in der zu dem Thema veröffentlichten Publikation
"Search for corannulene (C20H10) in the Red Rectangle".