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Die Nahinfrarotsignatur verschiedener Eisformen
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der Universität Innsbruck
astronews.com
22. Juli 2024
Für die Frage nach außerirdischem Leben spielen mögliche
Wasservorkommen im Weltall eine zentrale Rolle. Neue Daten eines Innsbrucker
Teams könnten nun dabei helfen, die Spuren von Wasser in astronomischen
Beobachtungsdaten zu finden. Es veröffentlichte Nahinfrarot-Spektren
verschiedener Eisformen, die sich etwa mit Daten des Weltraumteleskop James
Webb abgleichen lassen.
Amorphes Eis wie
es etwa auf interstellarem Staub oder der
Oberfläche des Jupitermond Europa vorkommt.
Bild: Christina M.
Tonauer [Großansicht] |
Die Forschungsgruppe von Thomas Lörting am Institut für Physikalische Chemie
der Universität Innsbruck beschäftigt sich mit den vielfältigen und besonderen
Eigenschaften von Eis und Wasser. So haben die Wissenschaftlerinnen und
Wissenschaftler im Labor neue Eisformen entdeckt und ist auch in der dort
Eisformen herzustellen, die nicht natürlich auf der Erde vorkommen, in den
Weiten des Weltalls aber sehr wohl. "Für die Herstellung dieser Eisformen
benötigt es sehr tiefe Temperaturen und/oder einen sehr hohen Druck", erklärt
die Chemikerin Christina M. Tonauer aus dem Team von Lörting.
Die Erkenntnisse zu den Eisformen finden in verschiedenen Bereichen
Anwendung. Für die Weltraumforschung sind sie wichtig, weil so die Bedingungen
ergründet werden können, unter denen dort Eis entsteht, und wo es zu finden ist.
Zwanzig verschiedene Eisformen sind bisher bekannt. Und während auf der
Erdoberfläche nur sogenanntes hexagonales Eis beobachtet wird, vermutet die
Wissenschaft im Inneren der Eisgiganten Uranus und Neptun oder auf den von
kilometerdicken Eisschichten überzogen Eismonden von Jupiter und Saturn eine
Vielzahl unterschiedlicher Eisstrukturen.
Zum ersten Mal liefern das Innsbrucker Team nun Spektren dieser Eisformen im
Nahinfrarotbereich, einem Frequenzbereich, in dem auch das neue
James-Webb-Weltraumteleskop misst. Gelungen ist Tonauer die Erstellung der
Nahinfrarotspektren in Kooperation mit der Forschungsgruppe um Christian Huck am
Institut für Analytische Chemie und Radiochemie der Universität Innsbruck, einem
Spezialisten der Nahinfrarot-Spektroskopie. "Die große Schwierigkeit war, das
Eis für die Dauer der Messung auf minus 196 Grad Celsius zu halten, damit es
sich nicht umformt", erzählt Tonauer. "Wir mussten eine Methode entwickeln, um
die Proben unter Zuhilfenahme von flüssigem Stickstoff in einem für
Raumtemperaturen konzipierten Spektrometer messen zu können."
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler waren erfolgreich und fanden in
den Spektren im Wellenlängenbereich von 1 bis 2,5 Mikrometer zahlreiche
charakteristische Merkmale, anhand derer etwa die Dichte und Porosität des Eises
bestimmt werden können. "In diesem Wellenlängenbereich misst auch einer der
Spektrografen am James-Webb-Weltraumteleskop", erklärt Lörting. "Unsere
Labordaten können als Referenzwerte für die Interpretation von Messungen im All
herangezogen werden. So lernen wir vielleicht bald mehr über das Eis und Wasser
im All."
Die Ergebnisse wurden in der
Fachzeitschrift The Astrophysical Journal
veröffentlicht.
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