Messenger-Spektroskopie von C60 Komplexen

Seit der Entdeckung des Buckminster-Fullerens C60 im Jahr 1985 wurde vermutet, dass dieses Molekül aufgrund seiner außergewöhnlichen Stabilität und des hohen Kohlenstoffgehalts im Weltraum vorhanden sein kann. Diese Annahme wurde im Jahr 2010 bestätigt, als die Moleküle C60 und C70 im Infrarotspektrum des planetarischen Nebels Tc1 identifiziert wurden. Dies weckte das Interesse der wissenschaftlichen Gemeinschaft an ihrer potenziellen Rolle als Träger der diffusen interstellaren Banden (DIBs). Diese Banden sind Linien im Spektrum von Sternen, die durch die Absorption von Licht durch interstellaren Staub entstehen. Die genaue Identität der Moleküle, die diese Banden verursachen, und somit die chemische Zusammensetzung des interstellaren Staubs, ist bislang ein großes Rätsel geblieben. Bisher konnte nur das ionisierte Fulleren C60+ eindeutig als Träger identifiziert werden, indem sein Absorptionsspektrum im nahen Infrarot unter weltraumähnlichen Bedingungen im Labor vermessen und mit astronomischen Daten verglichen wurde. Viele weitere kohlenstoffhaltige Moleküle sowie Fullerenderivate gelten als vielversprechende Kandidaten zur Erklärung weiterer DIBs, konnten jedoch bislang aufgrund technischer Herausforderungen nicht im UV- und sichtbaren Wellenlängenbereich im Labor untersucht werden. Nun eröffnet ein neu entwickelter Experimentieraufbau an der Universität Innsbruck die Möglichkeit, derartige Messungen durchzuführen. Der innovative Aufbau wurde im Rahmen des vorangegangenen Hertha-Firnberg-Projekts realisiert und gilt als Vorreiter der modernen Laserspektroskopie in der kalten Gasphase. Dieser Aufbau ermöglicht es, Moleküle und größere Komplexe davon in der kalten Umgebung von Heliumnanotröpfchen einzubetten (bei Temperaturen unter 1 Kelvin) und ihre Absorptionsspektren im UV-, sichtbaren und Infrarotwellenlängenbereich zu messen. Im Rahmen dieses Projekts wird dieser neuartige Aufbau dazu verwendet, einfach- und mehrfach geladene Komplexe aus C60 und anderen im Weltraum häufig vorkommenden Elementen wie Wasserstoff, Kohlenstoff, Eisen und Magnesium spektroskopischzu untersuchen. DieAbsorptionsspektren werdenmit astronomischen Daten verglichen, um neue Träger der DIBs zu identifizieren oder potenzielle Kandidaten auszuschließen. Das Projekt wird wichtige Erkenntnisse für unser Verständnis des Kosmos liefern und neue Einsichten in die Entstehung und Entwicklung von Galaxien bringen.