Kosmische Spurensuche Astronomen entdecken verschwundenen Schwefel

Auf der Suche nach dem im Weltraum seit langem vermissten Schwefel sind Wissenschaftler nun endlich fündig geworden. Anders als zunächst gedacht, kommt das Element offensichtlich doch in den Kinderstuben der Planeten vor.

Von Alexander Stirn


Wenn Astronomen in den Tiefen des Alls nach chemischen Elementen suchen, stehen sie vor einem grundlegenden Problem. Schließlich lassen sich nicht einfach Proben einholen, die im Labor analysiert werden könnten. Im Weltall sind die Forscher vielmehr auf den optischen Fingerabdruck der fernen Materie angewiesen - und der muss über die weiten Entfernungen hinweg nicht unbedingt charakteristisch sein.

Stellare Kinderstube: Schwefel aus dem Staub?
NASA; ESA; Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Stellare Kinderstube: Schwefel aus dem Staub?

Immerhin sind die optischen Spuren fast immer verräterisch: Die Materie im Weltall sendet abhängig von ihrem chemischen Aufbau immer nur bestimmte Teile des gesamten elektromagnetischen Spektrums aus. Ähnlich wie ein rotes Auto, das hauptsächlich Licht aus dem roten Teil des Spektrums reflektiert, haben auch kosmische Staubkörner eine ganz bestimmte "Farbe".

Ein Team um Lindsay Keller vom Johnson Space Center der Nasa hat sich nun explizit auf die Suche nach optischen Spuren einer bestimmten Schwefelverbindung, des Eisensulfids, gemacht. Denn der Schwefel stellt Astronomen noch immer vor ein Rätsel: Das in fester Form typisch gelbliche Element ist im Weltall reichlich vorhanden. Eigentlich. In Regionen, in denen neue Sterne oder Planeten entstehen, konnte es bislang allerdings nicht nachgewiesen werden.

Das hat sich nun geändert. "Wir haben den verschwundenen Schwefel gefunden", schreibt Keller in der aktuellen Ausgabe des britischen Wissenschaftsmagazins "Nature". Geholfen hat dem internationalen Forscherteam, darunter auch Wissenschaftler des Astrophysikalischen Instituts der Universität Jena, dabei ein alt bekannter Trick: Die Astronomen haben den optischen Fingerabdruck der weit entfernten Materie mit den charakteristischen Spuren einer auf der Erde befindlichen Probe verglichen.

Die Probe war dabei alles andere als alltäglich. Um ein so genanntes Eisensulfid-Spektrum, ein Intensitätsverlauf über verschiedene Wellenlängen hinweg, zu erzeugen, haben die Wissenschaftler kleine Überreste primitiver Meteoriten vor ihre Messgeräte gestellt. Auch interplanetarer Staub wurde auf diese Weise untersucht. Die aufgenommenen Spektren zeigten dabei deutlich Ähnlichkeiten mit den Spuren, die das Infrared Space Oberservatory (ISO) in den Weiten des Weltalls registriert hat. Das ISO, ein 1995 von der europäischen Weltraumagentur Esa gestartetes Weltraumteleskop, ist auf Strahlung im infraroten Bereich des Spektrums spezialisiert - ein Bereich, der perfekt mit den Spuren des Eisensulfids übereinstimmt.

Beim Vergleich der verschiedenen Spektren kamen die Astronomen zu dem Schluss, dass auch in der Umgebung junger sternenähnlicher Objekte Eisensulfid in entsprechend großen Mengen vorkommt. Offensichtlich wurden dessen Spuren bislang nur falsch gedeutet - als Eisenoxid.

Die Wissenschaftler folgern aus ihren Beobachtungen, dass sich sowohl die junge Erde als auch die anderen Himmelskörper im Sonnensystem bei ihrer Entstehung einer einfachen Schwefelquelle bedient haben: kristallinem Eisensulfid aus dem Staub des Weltraums. "Die Forschungsergebnisse stellen damit", so Keller, "eine neue Verbindung zwischen interplanetarem Staub, Kometen und früher solarer Materie dar - und sie lösen das alte Schwefel-Dilemma."



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