Helmholtz extrem
Das älteste Molekül
An der Grenze zwischen heißem, ionisiertem Gas (gelb) und der kühleren Hülle (rot) entstehen wie hier beim planetarischen Nebel NGC 7027 Heliumhydridionen. Bild: W. B. Latter (SIRTF/Caltech) et al., NICMOS, HST, NASA
Unser Weltall ist rund 13,8 Milliarden Jahre alt. Kurz nach dem Urknall war der Kosmos erfüllt von einem Gemisch verschiedenster Teilchen. Die entstandenen Elemente wie Wasserstoff, Helium, Deuterium und Lithium waren zunächst aufgrund der hohen Temperaturen ionisiert. Nach ausreichender Abkühlung etwa 300.000 Jahre später erfolgte der Beginn aller Chemie.
Die Elemente verbanden sich mit freien Elektronen und erzeugten die ersten neutralen Atome. So entstand aus Helium und ionisiertem Wasserstoff die erste und somit älteste molekulare Verbindung unseres Weltalls: HeH+. Das Heliumhydridion stellte die Wissenschaft allerdings bislang vor ein Dilemma: Aus Laboruntersuchungen ist es seit fast 100 Jahren bekannt, doch im Weltall war es trotz aufwendiger Suche nicht aufzufinden. In den späten 1970er-Jahren deuteten astrochemische Modelle darauf hin, dass es in astrophysikalischen Nebeln innerhalb unserer Milchstraße vorhanden sein und am leichtesten in sogenannten planetarischen Nebeln gefunden werden könnte. Diese werden von sonnenähnlichen Sternen in der letzten Phase ihres Lebenszyklus ausgestoßen.
Doch die Suche im Weltall blieb jahrzehnte-lang erfolglos, weshalb die chemischen Modellrechnungen angezweifelt wurden. Bis jetzt: Einem internationalen Forscherteam unter der Leitung von Rolf Güsten vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie ist es nun geglückt, das Molekül in Richtung des planetarischen Nebels NGC 7027 eindeutig nachzuweisen. Gelungen ist der Nachweis mithilfe des Ferninfrarot-Spektrometers GREAT an Bord der fliegenden Sternwarte SOFIA, eines Projekts des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der NASA. „Mit SOFIA haben wir den Nachweis erbracht, dass dieses Molekül sich tatsächlich in planetarischen Nebeln bilden kann“, sagt Anke Pagels-Kerp, Abteilungsleiterin Extraterrestrik im DLR-Raumfahrtmanagement in Bonn. „Derzeit gibt es kein anderes Teleskop, das in diesen Wellenlängen beobachten kann.“
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