Molekülwolke Astronomen finden organische Substanz im tiefen All

In einer gewaltigen kosmischen Wolke haben Astronomen eine organische Substanz entdeckt, die ihre Fantasie beflügelt. Gibt es Aminosäuren, die Grundstoffe des Lebens, fernab von Sternen in den finsteren Tiefen des Alls?
Molekülfabrik im Blick: Die enorme Empfindlichkeit der zusammengeschalteten Radioteleskope der Atacama Large Millimeter Array in Chile zahlte sich aus

Molekülfabrik im Blick: Die enorme Empfindlichkeit der zusammengeschalteten Radioteleskope der Atacama Large Millimeter Array in Chile zahlte sich aus

Foto: Y. Beletsky (LCO)/ ESO

Die Rezeptur des Lebens ist simpel, zumindest wenn man es durch die Laborbrille der Chemiker betrachtet. Hauptsächlich braucht man Wasser, Methan, Wasserstoff und Ammoniak, dazu noch etwas Elektrizität - und fertig sind die Aminosäuren, die chemischen Bausteine der Proteine. Und die wiederum sind die Grundlage allen irdischen Lebens.

Der US-Chemiker Stanley Miller hatte dies mit seinem nach ihm benannten Experiment schon in der Mitte des vergangenen Jahrhunderts demonstriert, heute ist es Schulbuchwissen. Doch wo stand der Reaktionskolben, der einst die ersten präbiotischen Moleküle im Weltall fabrizierte?

Astrochemiker vermuten, dass solche Prozesse bereits vor der Entstehung unserer Erde in kosmischen Gaswolken stattfanden. Nun haben Radioastronomen eine neue organische Substanz im interstellaren Raum entdeckt, weit entfernt vom wärmenden Licht der Sterne. Sie interpretieren den Fund als Indiz, dass dort ebenfalls Aminosäuren herumschwirren könnten. Über ihre Arbeit berichten sie im Fachmagazin "Science".

Verzweigte Substanz aus der Molekülfabrik

Das Forscherteam um Arnaud Belloche vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn nahm gemeinsam mit Kollegen der amerikanischen Cornell University und der Universität in Köln die Molekülwolke Sagittarius B2 ins Visier. Die riesige Wolke ist bei Astronomen als Ort heftiger Sternentstehung bekannt, sie liegt unmittelbar am Zentrum unserer Milchstraße, rund 27.000 Lichtjahre von uns entfernt.

"SGR B2" ist ein bevorzugtes Revier für Radioastronomen auf der Jagd nach neuen Molekülen. Für die Beobachtungen der Molekülfabrik nutzten die Astronomen die internationale "Alma"-Anlage in Chile ("Atacama Large Millimeter Array"). Und die enorme Empfindlichkeit der zusammengeschalteten Radioteleskope zahlte sich aus: In den Spektren der Gaswolke konnten die Wissenschaftler die Signatur des Moleküls iso-Propylcyanid aufspüren, eine Verbindung aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff.

Die Suche nach Molekülen im interstellaren Weltraum ist nicht neu, schon in den Sechzigerjahren hatten Radioastronomen damit begonnen. Rund 180 verschiedene Verbindungen gingen ihnen bislang ins Netz. Der Fund von iso-Propylcyanid ist dennoch besonders, denn dessen Kohlenstoffatome sind so angeordnet, dass sie eine Verzweigung mit einem zusätzlichen Ast aufweisen. "Es ist das erste Mal, dass solch ein Molekül mit verzweigtem Rückgrat aus Kohlenstoff im interstellaren Raum gefunden wurde", sagt Holger Müller von der Universität Köln, Co-Autor der Veröffentlichung.

In dieser Hinsicht ähnelt die Verbindung den Aminosäuren, bei denen Verzweigungen eine Schlüsselgröße sind. Und nicht nur die Form des Moleküls überrascht, auch seine Häufigkeit. Moleküle mit solchen Verzweigungen könnten demnach die Regel, nicht die Ausnahme sein, vermuten die Forscher. Zusätzlich haben sie die chemischen Vorgänge bei der Entstehung von iso-Propylcyanid im Computer simuliert. Demnach dürfte sich das Molekül auf der Oberfläche von Staubkörnern bilden, die zusammen mit dem Gas interstellare Wolken wie SGR B2 bevölkern.

Wo die Biomoleküle wohnen

Während die Radioastronomen in interstellaren Wolken noch nach Aminosäuren suchen, haben Meteoritenforscher diese bereits fleißig gesammelt: Mehr als 80 verschiedene Sorten konnten sie aus dem Himmelsgestein extrahieren. "Die in Meteoriten gefundenen Aminosäuren haben eine Zusammensetzung, die darauf schließen lässt, dass sie im interstellaren Medium entstanden sind. Die interstellare Chemie dürfte zur Erzeugung einer großen Zahl von komplexen Molekülen beigetragen habe", sagt Arnaud Belloche. Später seien diese Moleküle mit den Meteoriten zu den Planeten gelangt.

Wie weitgehend war die biologische Starthilfe aus den Molekülwolken? Daniel Glavin vom Goddard Center for Astrobiology im US-Bundesstaat Maryland ist sich da nicht so sicher. Zwar gäbe die organische Chemie in Meteoriten tatsächlich ein sehr komplexes Bild ab, doch: "Es ist noch immer unklar, ob die Vielfalt wirklich schon im interstellaren Weltraum entstanden ist, also bevor die Moleküle in die Mutterkörper der Meteoriten eingebaut wurden."

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Foto: NASA/ ESA/ Hubble Heritage Team/ STScI/ AURA

Oder sind die vielen organischen Moleküle erst später, innerhalb dieser Körper, durch hydrothermale chemische Prozesse entstanden? Da wird Glavin noch weiter forschen müssen. Die Radioastronomen sind ebenfalls weiter auf der Pirsch: "Wir hoffen, dass wir die Aminosäuren bald auch im interstellaren Medium nachweisen können", sagt Karl Menten, Max-Planck-Direktor in Bonn.

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