Die Suche nach Trägern von diffusen interstellaren Banden

Vor mehr als 100 Jahren entdeckte die Astronomin Mary Lea Heger Spektrallinien im Lichtspektrum eines Sterns, die viel unschärfer und diffuser waren als die Linien, die in den äußeren Schichten eines Sterns durch Gase erzeugt werden. Inzwischen wurden über 500 solcher diffuser interstellarer Banden (DIBs) entdeckt und nur für fünf davon ein Träger zugewiesen werden. Dabei handelt es sich um das Kation C 60+. Im vorliegenden Projekt suchen wir weitere Träger dieser DIBs durch einen Vergleich der Absorptionsspektren von potentiellen Ionen mit astronomischen Daten. Gemeinsam mit dem deutschen Partner Dr. Serge Krasnokutski aus Jena wollen wir Absorptionsspektren von verschiedenen Ionen mittels Actionspektroskopie durchHeliumtaggingmessen.Momentan halten wirlange Kohlenstoffketten und Alkane, komplett hydrogenierte Kohlenstoffketten, als die vielversprechendsten Kandidaten, aber auch polyzyklisch aromatische Kohlenwasserstoffe, Fullerenderivate, komplexe organische Moleküle und Diamantoide werden in Betracht gezogen. Tagging von Ionen mit Helium verlangt spezielle aufwendige Methoden, wie kryogene Ionenfallen, kryogene Flowtubes oder Heliumtröpfchen. Kürzlich entdeckten wir eine neuartige Methode für Heliumtagging, die mehrere Größenordnungen effektiver ist, als bisherige Verfahren. Dies steigert die Empfindlichkeit und ermöglicht Messungen in wesentlich kürzeren Zeitspannen. Dabei werden große Heliumtröpfchen durch Elektronenstoß mehrfachgeladen und anschließend mit Atomen oder Molekülen dotiert. Auf diese Weise können einige hundert Ionen in jedem Tröpfchen erzeugt werden und durch entsprechende Teilchendichte der Dotanten können auch Cluster und Nanopartikel auf höchst effiziente Weise gebildet werden. Verglichen mit herkömmlichen Verfahren zur Erzeugung von Nanopartikel bietet deren Wachstum in hochgeladenen Heliumtröpfchen eine Reihe von Vorteilen, die zu einer Patentierung des Verfahrens geführt hat. Die in den Heliumtröpfchen eingebetteten Ionen lassen sich durch sanftes Verdampfen oder den Stoß mit einer sauberen Oberfläche aus dem Tröpfchen herauslösen. Bei beiden Methoden ist der Großteil der Ionen mit bis zu einigen hundert Heliumatomen umhüllt. Die geringe Bindungsenergie von Helium an diese Ionen kann als Maß für die Temperatur der Ionen betrachtet werden. Diese beträgt wenige Kelvin und ist daher ähnlich zu den Temperaturen, die in interstellaren Wolken gemessen werden.