Elektrische Aufladung stabilisiert kosmische Schneeflocken aus Wasserstoff
Manly (Australien) - Im Weltall zwischen den Sternen könnte es „Schneeflocken“ aus gefrorenem Wasserstoff geben. Bislang waren die Astronomen davon ausgegangen, dass Wasserstoff im interstellaren Raum nur als Gas existiert: Zwar ist die Temperatur dort niedrig, aber der Druck ist so gering, dass Wasserstoff sofort sublimieren sollte. Doch elektrische Ladungen können Partikel aus gefrorenem Wasserstoff stabilisieren, berichtet ein australischer Forscher im Fachblatt „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“.
„Betrachtet man ausschließlich die thermischen Aspekte des Problems, so gelangt man zu der üblichen Schlussfolgerung, dass Wasserstoff-Partikel schnell sublimieren“, erläutert Mark Walker vom Forschungsinstitut Manly Astrophysics. Laborexperimente zeigen, dass Wasserstoff unter Weltraumbedingungen nicht in der festen Phase bleibt, sondern schlagartig in die gasförmige Phase übergeht. „Doch das ist irreführend. Solche Experimente berücksichtigen nicht, dass es im interstellaren Raum eine Fülle ionisierender Strahlung und geladener Teilchen gibt.“
Und das ändert die Lage beträchtlich, wie Walker Analyse zeigt. Um ein Partikel aus Wasserstoff-Eis bildet sich demnach eine dünne Schicht aus elektrisch negativ geladenen Elektronen. Im Inneren des Eises existieren dagegen positiv geladene Ionen, so dass die Schneeflocke insgesamt elektrisch neutral bleibt. Durch die elektrischen Ladungen existiert im Oberflächenbereich des Eis-Partikels ein starkes elektrisches Feld. Dieses Feld bindet die Wasserstoff-Moleküle stark an die Oberfläche. „Die für die Sublimation nötige Energie erhöht sich so auf das Zehnfache“, sagt Walker, „dadurch können die Partikel aus gefrorenem Wasserstoff im interstellaren Raum dauerhaft bestehen bleiben.“
Bleibt die Frage, ob sich die kosmischen Schneeflocken nachweisen lassen. Hier ist Walker optimistisch: Ein Teil der Elektronen in der Hülle um die Eispartikel sollte, so der Forscher, Strahlung bei charakteristischen Wellenlängen absorbieren und sich so verraten. Allerdings müssten die Wellenlängen dieser Strahlung noch berechnet werden. Der Forscher weist auch darauf hin, dass ein Teil des durch das Sonnensystem strömenden interstellaren Staubs aus Partikeln besteht, die größer sind als es theoretische Modelle vorhersagen. Bei den Partikeln größer als 0,1 Mikrometer könnte es sich nach Walkers Ansicht um Schneeflocken aus Wasserstoff handeln.
Bildquelle: Manly Astrophysics
