Hochauflösende Infrarotspektroskopie von kleinen refraktären Molekülen im Labor und im Weltraum

• Antragsteller: Dr. Guido Fuchs; Professor Dr. Thomas Giesen
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 466220934

Dieser Antrag befasst sich mit der molekularen Zusammensetzung sauerstoffreicher Spättyp-Sterne, und zielt darauf hin ein besseres Verständis früher Entstehungsprozesse kosmischen Staubs zu erlangen. Unser Beitrag auf diesem Gebiet besteht darin, Laborexperimente durchzuführen und hochauflösende Spektren von kleinen transienten Molekülen aus refraktären Materialien wie Titan-, Aluminium- oder anderen Metalloxiden zu messen. Im Anschluß analysieren wir die experimentellen Daten und erstellen Frequenzvorhersagen für astrophysikalische Untersuchungen. Mit internationalen Partnern, aber auch in Eigeninitiative, suchen wir mit hochauflösenden Instrumenten an Infrarot-Teleskopen wie TEXES/IRTF oder EXES/SOFIA nach diesen Molekülen in Sternhüllen. Die astronomischen Beobachtungen werden in Zusammenarbeit mit astrochemischen Modellierern und beobachtenden Astronomen ausgewertet. Viele Spezies, deren Existenz in der Nähe von Spättyp-Sternen vorhergesagt wird, haben kein permanentes Dipolmoment und können daher im Radiowellenlängenbereich nicht beobachtet werden, wie lineares AlO2, oder lin-TiO2. Die Untersuchung dieser, oder verwandter Moleküle bei Infrarot-Wellenlängen in unserem Labor wird das Hauptthema dieser Arbeit sein. Diese Aufgabe wird die Anschaffung von neuen durchstimmbaren Mid-IR-Lasern erfordern. Zusätzlich werden begleitende hochauflösende astrophysikalische Beobachtungen im Infrarotwellenlängenbereich durchgeführt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Belgien, USA
• Großgeräte: Tunable external cavity laser with QCL
• Gerätegruppe: 5730 Spezielle Laser und -Stabilisierungsgeräte (Frequenz, Mode)
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professorin Dr. Leen Decin; Dr. David Gobrecht; Dr. Thomas Greathouse; Professor John Lacy; Dr. Matthew J. Richter