Experimentelle Untersuchungen zur Tieftemperaturkondensation von kosmischem Staub im interstellaren Medium

• Antragstellerin: Dr. Cornelia Jäger
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 203319474

Im ISM wird ein effizienter Staubbildungsprozess bei Temperaturen von 10 bis 20 K benötigt, der die Balance zwischen Staubbildungs- und Zerstörungsprozessen aufrechterhält. Man nimmt an, dass solch ein Prozess in Molekülwolken auftritt, wo staubbildende Atome und Moleküle auf existierenden Staubkörnern aufwachsen und letztendlich eine feste Schicht auf diesen Partikeln bilden. In der ersten Projektphase haben wir die Kondensation von Silikaten und Kohlenstoffmaterialien bei ca. 10 K experimentell nachgewiesen, ein Prozess der ohne weitere Energiezuführung abläuft. Die Zusammensetzung und Struktur der kondensierten Staubpartikel ist dem Silikat- und Kohlenstoffstaub, der in zirkumstellaren Hüllen entwickelter Sterne gebildet wird, sehr ähnlich. In der zweiten Projektphase möchten wir uns auf die gleichzeitige Abscheidung und Kondensation von kohlenstoff- und siliziumhaltigen gasförmigen Species auf kalten Oberflächen und deren Umwandlung in eine Festkörperschicht, aus den atomaren und molekularen Vorläufern, fokussieren Beobachtungen des interstellaren Staubes zeigen eindeutig die Bildung von separatem Silikat- und Kohlenstoffstaub, obwohl kohlenstoffhaltige und silikatische Species miteinander reagieren könnten um Karbide oder siliziumorganische Verbindungen zu bilden. Wir möchten mögliche Szenarien untersuchen, die die Bildung von Karbiden oder Verbindungen mit C-Si-Bindungen verhindern könnten. Die Rolle der VUV Photonen, die Desorptionsprozesse molekularer Komponenten oder chemische Reaktionen auslösen und die dann wiederum zu selektiven Kondensationsprozessen führen könnten, müssen experimentell untersucht werden. Die spektralen Eigenschaften solcher Kondensate, die Effizienz der Bildung von Kohlenstoff- und Silikatstaub für unterschiedliche Verhältnisse kondensierter silikatischer und kohlenstoffhaltiger gasförmiger Species, und chemische Bindungen an der Grenzschicht und deren Auswirkung auf die spektralen Eigenschaften diese Staubkörner, sollen untersucht werden, um die kalte Kondensation des interstellaren Staubes völlig zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1573: Physics of the Interstellar Medium