Lebenswichtiges Molekül Forscher entdecken erstmals Sauerstoff außerhalb der Milchstraße

Gäbe es auf der Erde keinen molekularen Sauerstoff, könnten wir nicht überleben. Nun haben Forscher den Stoff auch außerhalb unserer Heimatgalaxie nachgewiesen - in 560 Millionen Lichtjahren Entfernung.
Markarian 231: Sie enthält offenbar die größte Ansammlung molekularen Sauerstoffs, die je beobachtet wurde

Markarian 231: Sie enthält offenbar die größte Ansammlung molekularen Sauerstoffs, die je beobachtet wurde

Foto: NASA/ ESA

Der Stoff liegt in der gleichen Form vor, wie in unserer Atemluft: Zum ersten Mal haben Forscher molekularen Sauersoff (O2) in einer Galaxie außerhalb der Milchstraße gefunden.

Mit Radioteleskopen in Spanien und Frankreich spürte das Team um Junzhi Wang vom Astronomischen Observatorium Shanghai O2 in der Galaxie Markarian 231 auf. Sie liegt 560 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Großer Bär und ist die nächstgelegene Galaxie mit einem Quasar. Quasare sind aktive Kerne von Galaxien. Gasteilchen kreisen hier um ein supermassereiches schwarzes Loch und werden so heiß, dass sie leuchten. Von der Erde aus sehen die Teilchenströme aus wie helle Punkte.

Doch sie senden auch Wellenlängen aus, die der Mensch mit bloßem Auge nicht wahrnimmt. Solche Strahlung verriet nun den elementaren Sauerstoff in der Galaxie. Heiße Sauerstoffmoleküle in Quasaren senden Lichtwellen mit einer Wellenlänge von 2,52 Millimetern aus. Die konnten die Forscher nachweisen, berichten sie im Fachmagazin "Astrophysical Journal" .

"Es ist der erste Nachweis von molekularem Sauerstoff in einem extragalaktischen Objekt", sagte Wang laut der Nachrichtenseite "ScienceNews" , die zunächst über die Entdeckung berichtet hatte.

Allerdings muss der Fund noch durch weitere Signale bestätigt werden, denn der aktuelle Nachweis erfolgte im Ausschlussverfahren. Die Forscher prüften sämtliche Moleküle, die Wellenlängen im Bereich von 2,52 Millimetern aussenden und stellten fest, dass nur Sauerstoff zuvor im All nachgewiesen worden war. Demnach sei die Wahrscheinlichkeit hoch, dass das Material die Quelle war.

Sauerstoff ist nach Wasserstoff und Helium das dritthäufigste Element im Universum. Forscher waren lange davon ausgegangen, dass er auch in molekularer Form zwischen Sternen zu finden sein müsste. Doch außerhalb unserer Heimatgalaxy konnte es bis jetzt nie nachgewiesen werden.

"Es ist eine große Menge"

Zuvor hatten Forscher Sauerstoffmoleküle lediglich in zwei anderen Gebieten in der Milchstraße entdeckt: Im 1350 Lichtjahre entfernten Orionnebel und in der 427 Lichtjahre entfernten Rho-Ophiuchi-Wolke. Bei beiden handelt es sich um Teilchenansammlungen, in denen Sterne entstehen. Forscher gehen davon aus, dass in den Wolken elementarer Sauerstoff zu finden ist, weil neue, besonders helle Sterne auf Staubkörnern festgefrorene Wassermoleküle ablösen. Dabei könnten die darin gebundenen Sauerstoffatome (O) freiwerden und sich zu molekularem O2 verbinden.

Allerdings ist der O2-Gehalt in den Nebeln gering. Das häufigste Element ist, wie insgesamt im All, mit großem Abstand Wasserstoff. Auf ein O2-Molekül kommen eine Million Wasserstoffmoleküle. Auch in der Galaxie Markarian 231 ist Wasserstoff das häufigste Element. In den Randbereichen kommt molekularer Sauerstoff aber 100 Mal häufiger vor als im Orionnebel. Das sei die größte Ansammlung molekularen Sauerstoffs, die je außerhalb unseres Sonnensystems beobachtet wurde, so die Forscher.

"Es ist eine große Menge", sagte der Astrophysiker Gary Melnick vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge im US-Bundesstaat Massachusetts "ScienceNews". Er war nicht an der Studie beteiligt und verweist darauf, dass nach weiteren Spuren der Moleküle gesucht werden müsse, um die Entdeckung zu bestätigen.

Die Forscher vermuten, dass die großen O2-Mengen in der Galaxie Markarian 231 durch einen ähnlichen Prozess entstehen, wie im Orionnebel. Auch die Galaxie ist eine Sternfabrik. Sie bringt 100 Mal so schnell neue Sterne hervor wie die Milchstraße und stößt 700 Sonnenmassen Gas pro Jahr aus. Teilchen, die mit großer Geschwindigkeit aus dem Zentrum der Galaxie in die Randbereiche geschleudert werden, könnten dort ebenfalls Eis auf Staubkörnern auflösen, sodass elementarer Sauerstoff entsteht.

jme