"Cassini"-Sonde: Erste chemische Sternenstaub-Analyse überrascht Forscher

Mit über 70.000 km/h durchquert Staub fremder Sterne permanent unser Sonnensystem. Nun ist es Wissenschaftlern erstmals gelungen, die Partikel genauer zu untersuchen.

Wenn Astronomen etwas über das Weltall außerhalb des Sonnensystems erfahren wollen, arbeiten sie meist mit Teleskopen. So analysieren sie beispielsweise das von Sternen ausgesandte Licht. Daraus lassen sich viele Informationen ableiten, zum Beispiel über den Aufbau eines Sterns, seine chemische Zusammensetzung und die an der Oberfläche herrschende Temperatur.

Doch es gibt eine weitere Möglichkeit, über den Rand des Sonnensystems hinaus zu forschen: Man versucht, den Sternenstaub einzufangen, der permanent mit hoher Geschwindigkeit an Sonne und Planeten vorbeirast. Diese seltenen und deshalb schwer nachzuweisenden Partikel stammen aus dem interstellaren Raum außerhalb des Sonnensystems.

Mit einem in Heidelberg konstruierten Staubdetektor ist es Forschern nun erstmals gelungen, solche Partikel chemisch zu analysieren. Insgesamt 36 Partikel mit einer Größe von nur 200 Nanometer konnten die Wissenschaftler mit dem Cosmic Dust Analyzer (CDA) an Bord der Raumsonde "Cassini" nachweisen. Sie trafen mit über 70.000 km/h auf den Detektor und wurden dann mit einem Massenspektrometer analysiert.

Typische kosmische Häufigkeiten

Die Ergebnisse der Messungen seien überraschend, berichten die Wissenschaftler um Mario Trieloff von der Universität Heidelberg im Fachblatt "Science". Die 36 Partikel seien in ihrer Struktur und in ihrer Zusammensetzung sehr ähnlich gewesen. Nachgewiesen habe man die Elemente Magnesium, Eisen, Silicium und Calcium - und zwar in durchschnittlichen kosmischen Häufigkeiten.

Mit Ausnahme sehr flüchtiger Gase sei in den Partikeln der gesamte Elementmix des Kosmos versammelt. "Solche Teilchen lassen sich in unserem Sonnensystem nicht finden", sagte Frank Postberg von der Uni Heidelberg. Viele Wissenschaftler hätten eher Staubteilchen ganz unterschiedlicher Zusammensetzung erwartet, welche die verschiedenen Entstehungsprozesse in Atmosphären sterbender Sterne abbilden. Doch dies sei bei den 36 untersuchten Teilchen nicht der Fall gewesen.

Homogenisiert

Die Forscher glauben, dass die ursprünglich noch ganz unterschiedlich zusammengesetzten Partikel in der "Hexenküche" des Weltraums quasi homogenisiert wurde. Schockfronten von Supernovaexplosionen hätten dem Staub immer wieder aufs Neue zugesetzt, so ihre Theorie. Am Ende seien quasi Partikel einer Sorte entstanden.

Interstellare Staubpartikel waren bereits in den Neunzigerjahren von der Sonde "Ulysses" nachgewiesen worden, später auch von "Galileo". Die Nasa-Sonde "Stardust" hatte im Jahr 2006 sogar einige wenige Partikel Sternenstaub mit einer Landekapsel zur Erde gebracht. Chemisch analysiert - wie nun mit dem CDA-Instrument von "Cassini" - hatten Forscher die weitgereisten Partikel zuvor aber noch nie.

hda