Interstellarer Staub

Bildbeschreibung: Dieser 10 Mikrometer große interplanetare Staub, der in großer Höhe in der Stratosphäre eingefangen wurde, besteht hauptsächlich aus Eis, Kohlenstoff und Mikrokörnern aus Siliziumdioxid. Diese Partikel werden mit Staubsammlern an Bord speziell für diesen Zweck entwickelter Weltraumsatelliten gesammelt. Der Staub, der durch das Sonnensystem wandert, stammt hauptsächlich von Kometen und Asteroiden und stammt aus dem Beginn der Sonnenentstehung. Unter bestimmten Bedingungen können wir ein Leuchten sehen, das durch die Reflexion des Sonnenlichts auf den Staubpartikeln der Tierkreisscheibe entsteht; dieses Leuchten wird Zodiakallicht genannt. Diese durch Sonneneinstrahlung geschobene Staubscheibe erstreckt sich zwischen Merkur und Mars. Kredit NASA.

Zusammensetzung von interstellarem Staub

Das diffuse interstellare Medium besteht aus Material, das den Raum zwischen Sternen ausfüllt. Die gewöhnliche Materie in dieser Umgebung besteht hauptsächlich aus ionisiertem (H+), atomarem (H1) und molekularem (H2) Wasserstoff und Staub.

Staub macht weniger als 1 % der Gesamtmasse des interstellaren Mediums aus, das selbst nur 10 % der leuchtenden Masse (gewöhnliche Materie) der Galaxie ausmacht. Staub ist kein ursprünglicher Bestandteil, sondern das Ergebnis von Sternexplosionen, die die recycelte Atmosphäre von Sternen in das interstellare Medium verbreiten. Sterbende Sterne produzieren Materie in Form von Staub, der als Grundstoff für die Entstehung neuer Sterne dient.

Interstellarer Staub oder kosmischer Staub sieht aus wie eine Ansammlung von Körnern mit einem maximalen Durchmesser von 0,1 Mikrometern (Bild oben). Interstellare Staubkörner sind in Wirklichkeit einfache Ansammlungen von Molekülen, die immer komplexer werden, bis sie Abmessungen von 0,1 µ (rund 10.000 Moleküle) erreichen. Interplanetare Staubkörner sind größer und können Größen von mehreren zehn Mikrometern (rund 1 Million Moleküle) erreichen. Wir fangen sie mit Sammlern in großer Höhe in der Stratosphäre der Erde ein. Staub gibt es auch in der intergalaktischen Umgebung und natürlich in noch geringeren Mengen. Intergalaktische Staubkörner sind viel kleiner, nur wenige Moleküle groß.

Die in den Herzen der Sterne recycelten interstellaren Staubkörner breiten sich wieder in den interstellaren Raum aus, wenn der sterbende Stern seine Materialschichten ausstößt. Wenn dieses Material abkühlt, findet es günstige Bedingungen für die Bildung von Molekülclustern. Aber der von der Sternmaschine recycelte Staub, den wir im Universum oder in unserem Sonnensystem sehen, ist nicht derselbe wie der, den wir in unseren Häusern kennen. Der Staub in unseren Häusern entsteht hauptsächlich durch die Erosion von Gegenständen. In diesem Staub können alle auf der Erde bekannten chemischen Elemente enthalten sein.

Hinweis: Molekularer Wasserstoff (H2) besteht aus zwei chemisch verbundenen Wasserstoffatomen. Molekülwolken sind interstellare Nebel, deren Dichte die Bildung von H2 ermöglicht. Das H2-Molekül ist nicht leicht nachweisbar, aber Wissenschaftler haben einen Tracer, der es uns erlaubt zu sagen, dass es molekularen Wasserstoff gibt; dieser Tracer ist Kohlenmonoxid CO. Tatsächlich ist das Verhältnis zwischen der Leuchtkraft von CO und der Masse von H2 nahezu konstant.

Der Staub der Nebel

Bei all dem Staub kann man kaum glauben, dass es nur ein paar Dutzend Atome pro Kubikzentimeter gibt, aber der Raum ist riesig. Die Größe des Lagunennebels beträgt etwa 110 Lichtjahre, das sind viele Atome.

Die Staubwände werden von den Sternen dahinter schwach beleuchtet, weil diese kleinen festen Körner das Licht perfekt absorbieren. Teleskope schaffen es jedoch, diese kosmischen Wunder durch Langzeitbelichtungen zu durchdringen, die die gesamte Farbpalette offenbaren, insbesondere die erstaunliche rosa Farbe von Wasserstoff.

William Hershel (1738-1822) entdeckte dunkle Nebel, Wolken aus lichtlosem Gas und Staub.