Vermessung von H2 Spin-Temperatur in Gaswolken durch Absorptions-Spektroskopie im Infraroten

• Antragstellerin: Miwa Goto, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 323730877

In diesem Projekt schlagen wir vor, die Kernspin-Temperatur von molekularem Wasserstoff zum ersten Mal in einer inaktiven interstellaren Gaswolke zu vermessen. Obwohl die Entstehung von H2 als der Prototyp der Oberflächenchemie im interstellaren Medium angesehen wird, beinhaltet unser Verständnis des Entstehungs-Prozesses noch immer eine Reihe an Unbekannten. In einer Molekülwolke nimmt die Kernspin-Temperatur von H2 nur langsam mit der Zeit ab. Die hohe Kernspin-Temperatur in einer solchen Molekülwolke ist daher ein wichtiger Grundpfeiler unseres Verständnisses der Entstehung von molekularem Wasserstoff im Interstellaren Medium. Zur Bestimmung der Kernspin-Temperatur werden wir Sternen hinter einer dichten Gaswolke im Pfeifennebel und Kohlensack beobachten und die Übergänge H2 v=1-0 S(0) und S(1) bei 2.223 und 2.122 Mikrometer in Absorption vermessen. Die bisherigen Versuche, die Kernspin-Temperatur von H2 zu messen sind daran gescheitert, dass es keine geeigneten Quellen mit kontinuierlichem Spektrum und Spektrographen mit der benötigten hohen Auflösung an großen Teleskopen gab. Die zweite Limitierung wird durch CRIRES+ gelöst, das 2018 am VLT installiert werden wird. Um auch das erste Hindernis zu überwinden, werden wir unsere neu entwickelten Algorithmen für die Datenreduzierung einsetzen. Damit kann jetzt auch das Spektrum von kühleren Sternen mit der benötigten hohen Genauigkeit modelliert werden, wodurch nun wesentlich mehr Sterne als Hintegrundquelle für die Absorptionsmessungen benutzt werden können. Die Beobachtungstechniken, die wir innerhalb unseres Projektes weiterentwickeln werden, können auch dazu benutzt werden, um die Masse von molekularen Wolken zum ersten Mal anhand ihres Hauptbestandteils, des molekularen Wasserstoffs, zu bestimmen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen