Milchstraße Forscher entdecken erstes Spiegelmolekül im All

Astronomen haben nahe dem Zentrum der Milchstraße ein besonderes organisches Molekül entdeckt. Es ist das erste bekannte seiner Art im Weltraum.

Ausblick auf die Milchstraße am Nachthimmel
Brett A. McGuire/ P. Brandon Carroll/ Science

Ausblick auf die Milchstraße am Nachthimmel


Rund 25.000 Lichtjahre von uns entfernt haben US-Forscher eine im All bis dato unbekannte Chemikalie aufgespürt. Die Entdeckung von Propylenoxid könnte bei der Beantwortung fundamentaler Fragen helfen: Wie entstand das Leben auf der Erde? Und welche Rolle spielten dabei chemische Reaktionen im Weltall?

Das besondere an dem Stoff: Propylenoxid ist das erste chirale Molekül, das Forscher außerhalb des Sonnensystems aufgespürt haben. Chirale Moleküle, zu denen beispielsweise auch die Milchsäure gehört, zeichnen sich dadurch aus, dass sie in zwei Formen vorkommen, die sich nur im räumlichen Aufbau unterscheiden: Sie verhalten sich wie Spiegelbilder. Je nach Anordnung spricht man von rechtshändigen oder linkshändigen Molekülen.

Rechts- und linkshändige Moleküle
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Rechts- und linkshändige Moleküle

Insgesamt sind derzeit über 180 Weltraum-Moleküle bekannt. Radioastronomen haben Hinweise auf diese Verbindungen in den vergangenen 50 Jahren bevorzugt in interstellaren Gaswolken aufgefangen.

Der Propylenoxid-Fund gelang mit zwei verschiedenen Radioantennen in den Randbezirken der Gaswolke SGR B2(N) im Sternbild Schütze. Trotz frostiger fünf bis 35 Grad über dem absoluten Nullpunkt wird dort offenbar das Spiegelmolekül fabriziert, berichten die Forscher im Fachmagazin "Science". Auf der Erde kommt das Molekül natürlicherweise nicht vor, es kann aber industriell hergestellt werden.

Moleküle des Lebens sind chiral

Dass Propylenoxid chiral ist, hat es mit vielen Molekülen gemeinsam, die wichtige Funktionen in Lebewesen übernehmen. In den Organismen kommen die meisten jedoch nur in einer Form vor: Beispielsweise sind die Aminosäuren, die Bausteine für die Proteine in unserem Körper, alle linkshändig. Anders der Zucker D-Ribose, welcher das Rückgrat des RNA-Moleküls bildet: er ist immer rechtshändig. Weinsäure, die nicht nur von Weinreben produziert wird, ist fast immer linkshändig.

Warum das so ist, stellt Forscher vor Rätsel: "Wenn es möglich wäre, die Entwicklung des Lebens bis heute nochmal ablaufen zu lassen, würden dann zwangsläufig dieselben chiralen Sorten der Biomoleküle im Bauplan der Lebewesen verwendet?", fragt Geoffrey Blake vom California Institute of Technology. Und: "Wenn anderswo im Kosmos Leben mit derselben Biochemie wie bei uns existiert, benutzen diese Wesen dann auch dieselben chiralen Molekülsorten?"

Per Meteorit auf die Erde

In Meteoriten sind Forscher bereits auf Hinweise eines chiralen Überschusses bestimmter organischer Moleküle gestoßen. Da die Himmelssteine älter als unsere Erde sind, könnte die einseitige Chiralität des irdischen Lebens mit ihnen vom Himmel gefallen sein. Dazu, wo der Überschuss ursprünglich herkommt, existieren bislang jedoch lediglich vage Ideen.

Eine ist, dass sich in den Molekülwolken, aus denen Meteorite entstanden, durch polarisiertes Licht das chirale Ungleichgewicht bereits frühzeitig einstellte. Ein andere Theorie bemüht winzige Energieunterschiede beim radioaktiven Beta-Zerfall als Ursache.

"Wir müssen einen Weg finden, um zu erklären, wie und wo sich chirale Moleküle bilden, bevor sie den Weg in Meteorite und Kometen finden", erklärt Brett McGuire vom National Radio Astronomy Observatory im US-Bundesstaat Virginia. Ob das Propylenoxid aus dem All links- oder rechtshändig ist oder eine Mischung aus beiden Varianten gefunden wurde, ist derzeit noch unklar. Klären ließe sich die Frage nur indirekt, weil rechts- und linkshändige Moleküle unterschiedlich auf polarisiertes Licht reagieren.



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