Bildnachweis: ESA
Einige Wissenschaftler haben angenommen, dass das Leben auf der Erde begann, als Aminosäuren, die Bausteine des Lebens, von Kometen und Asteroiden aus dem Weltraum transportiert wurden. Rosetta, dessen Start für 2003 geplant ist, wird die Zusammensetzung von Gas und Staub untersuchen, die von einem Kometen freigesetzt werden, um festzustellen, welche Arten von organischen Molekülen sie enthalten, während Herschel, dessen Start für 2007 geplant ist, sich auf die Chemie des interstellaren Raums konzentrieren und nach Spuren suchen wird des Materials in fernen Staubwolken.
Ist das Leben ein höchst unwahrscheinliches Ereignis oder eher die unvermeidliche Folge einer reichhaltigen chemischen Suppe, die überall im Kosmos erhältlich ist? Wissenschaftler haben kürzlich neue Beweise dafür gefunden, dass sich Aminosäuren, die „Bausteine“ des Lebens, nicht nur in Kometen und Asteroiden, sondern auch im interstellaren Raum bilden können.
Dieses Ergebnis steht im Einklang mit der Theorie (obwohl dies natürlich nicht beweist), dass die Hauptbestandteile des Lebens aus dem Weltraum stammen und dass chemische Prozesse, die zum Leben führen, wahrscheinlich anderswo stattgefunden haben. Dies verstärkt das Interesse an einem bereits „heißen“ Forschungsgebiet, der Astrochemie. Die bevorstehenden Missionen der ESA, Rosetta und Herschel, werden eine Fülle neuer Informationen zu diesem Thema liefern.
Aminosäuren sind die „Bausteine“ der Proteine, und Proteine sind eine Art Verbindung, die in allen lebenden Organismen vorhanden ist. Aminosäuren wurden in Meteoriten gefunden, die auf der Erde gelandet sind, jedoch niemals im Weltraum. In Meteoriten wird allgemein angenommen, dass Aminosäuren kurz nach der Bildung des Sonnensystems durch die Einwirkung wässriger Flüssigkeiten auf Kometen und Asteroiden hergestellt wurden - Objekte, deren Fragmente zu heutigen Meteoriten wurden. Neue Ergebnisse, die kürzlich von zwei unabhängigen Gruppen in Nature veröffentlicht wurden, zeigen jedoch, dass sich Aminosäuren auch im Weltraum bilden können.
Zwischen den Sternen gibt es riesige Gas- und Staubwolken, wobei der Staub aus winzigen Körnern besteht, die typischerweise kleiner als ein Millionstel Millimeter sind. Die Teams, die unter der Leitung einer US-amerikanischen und einer europäischen Gruppe über die neuen Ergebnisse berichteten, reproduzierten die physikalischen Schritte, die zur Bildung dieser Körner in den interstellaren Wolken in ihren Labors führten, und stellten fest, dass sich in den resultierenden künstlichen Körnern spontan Aminosäuren bildeten.
Die Forscher begannen mit Wasser und einer Vielzahl einfacher Moleküle, von denen bekannt ist, dass sie in den „echten“ Wolken existieren, wie Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Ammoniak und Cyanwasserstoff. Obwohl diese Ausgangszutaten nicht in jedem Experiment genau gleich waren, „kochten“ beide Gruppen sie auf ähnliche Weise. In bestimmten Kammern im Labor reproduzierten sie die üblichen Bedingungen für Temperatur und Druck, die in interstellaren Wolken bekannt sind, was sich übrigens stark von unseren „normalen“ Bedingungen unterscheidet. Interstellare Wolken haben eine Temperatur von 260 ° C unter Null und der Druck ist ebenfalls sehr niedrig (fast Null). Es wurde große Sorgfalt darauf verwendet, eine Kontamination auszuschließen. Als Ergebnis wurden Körner gebildet, die denen in den Wolken analog waren.
Die Forscher beleuchteten die künstlichen Körner mit ultravioletter Strahlung, ein Prozess, der typischerweise chemische Reaktionen zwischen Molekülen auslöst und der natürlich auch in den realen Wolken stattfindet. Bei der Analyse der chemischen Zusammensetzung der Körner stellten sie fest, dass sich Aminosäuren gebildet hatten. Das US-Team entdeckte Glycin, Alanin und Serin, während das europäische Team bis zu 16 Aminosäuren auflistete. Die Unterschiede werden nicht als relevant angesehen, da sie auf Unterschiede in den Ausgangsbestandteilen zurückzuführen sind. Relevant ist laut den Autoren der Nachweis, dass sich tatsächlich Aminosäuren im Weltraum bilden können, als Nebenprodukt chemischer Prozesse, die auf natürliche Weise in den interstellaren Wolken von Gas und Staub ablaufen.
Max P. Bernstein vom US-Team weist darauf hin, dass das Gas und der Staub in den interstellaren Wolken als „Rohstoff“ für den Bau von Sternen und Planetensystemen wie unserem eigenen dienen. Diese Wolken haben einen Durchmesser von Tausenden von Lichtjahren. Sie sind riesige, allgegenwärtige chemische Reaktoren. Da die Materialien, aus denen alle Sternensysteme bestehen, solche Wolken passieren, sollten Aminosäuren in alle anderen Planetensysteme eingebaut worden sein und somit für den Ursprung des Lebens verfügbar sein. “
Die Sichtweise des Lebens als gemeinsames Ereignis würde daher durch diese Ergebnisse begünstigt. Es bleiben jedoch viele Zweifel. Können diese Ergebnisse zum Beispiel wirklich ein Hinweis darauf sein, was vor etwa vier Milliarden Jahren auf der frühen Erde passiert ist? Können Forscher wirklich sicher sein, dass die Bedingungen, die sie wiederherstellen, die im interstellaren Raum sind?
Guillermo M. Mu? Oz Caro vom europäischen Team schreibt: „Einige Parameter müssen noch besser eingeschränkt werden (…), bevor eine zuverlässige Abschätzung der außerirdischen Abgabe von Aminosäuren an die frühe Erde vorgenommen werden kann. Zu diesem Zweck wird in naher Zukunft eine In-situ-Analyse von Kometenmaterial mit Raumsonden wie Rosetta durchgeführt… “
Die Absicht des ESA-Raumfahrzeugs Rosetta ist es, Schlüsseldaten für diese Frage bereitzustellen. Rosetta, die nächstes Jahr gestartet wird, wird die erste Mission sein, die jemals auf einem Kometen umkreist und landet, nämlich dem Kometen 46P / Wirtanen. Ab 2011 hat Rosetta zwei Jahre Zeit, um die chemische Zusammensetzung des Kometen eingehend zu untersuchen.
Wie Rosettas Projektwissenschaftler Gerhard Schwehm erklärte: "Rosetta wird hochentwickelte Nutzlasten tragen, die die Zusammensetzung des Staubes und Gases untersuchen, das aus dem Kern des Kometen freigesetzt wird, und dabei helfen, die Frage zu beantworten: Haben Kometen Wasser und organische Stoffe auf die Erde gebracht?"
Wenn sich im Raum inmitten der Sterne auch Aminosäuren bilden können, wie die neuen Erkenntnisse nahe legen, sollte sich die Forschung auch auf die Chemie im interstellaren Raum konzentrieren. Dies ist genau eines der Hauptziele der Astronomen, die sich auf das Weltraumteleskop Herschel der ESA vorbereiten.
Herschel mit seinem beeindruckenden Spiegel von 3,5 Metern Durchmesser (der größte aller bildgebenden Weltraumteleskope) soll 2007 auf den Markt kommen. Eine seiner Stärken besteht darin, dass er eine Art von Strahlung „sieht“, die noch nie zuvor entdeckt wurde. Diese Strahlung ist Ferninfrarot- und Submillimeterlicht, genau das, was Sie erkennen müssen, wenn Sie nach komplexen chemischen Verbindungen wie den organischen Molekülen suchen.
Originalquelle: ESA-Pressemitteilung
