Eine ferne chemische Signatur, eingefangen durch das infrarote Auge des James-Webb-Weltraumteleskops, hat gerade ein neues Fenster zum molekularen Universum geöffnet. Zum ersten Mal hat ein internationales Team komplexe organische Moleküle in den Eisschichten identifiziert, die einen jungen Stern umgeben, der sich weit jenseits unserer Milchstraße befindet.
Dieser beispiellose Nachweis, der unter extremen kosmischen Bedingungen durchgeführt wurde, wirft ein neues Licht auf die chemischen Prozesse, die in der Lage sind, die elementaren Bausteine des Lebens entstehen zu lassen.
Diese bedeutende Entdeckung ist das Werk einer wissenschaftlichen Zusammenarbeit unter der Leitung von Marta Sewiło von der University of Maryland und der NASA. Mithilfe des MIRI-Instruments des James-Webb-Teleskops analysierten die Forscher die Zusammensetzung der Eisschichten, die den entstehenden Stern ST6 umgeben, der sich in der Großen Magellanschen Wolke befindet, einer Satellitengalaxie unserer eigenen. Die außergewöhnliche Qualität der erhaltenen Spektren ermöglichte es, die Anwesenheit von fünf verschiedenen organischen Molekülen nachzuweisen, von denen einige noch nie in einer solchen Umgebung beobachtet worden waren.
Ein natürliches Labor unter extremen Bedingungen
Die Große Magellansche Wolke stellt eine besonders feindliche Umgebung für komplexe Chemie dar. Diese Galaxie besitzt nur ein Drittel bis die Hälfte der Vielfalt an schweren Elementen, die in unserem Sonnensystem vorhanden sind, und ist gleichzeitig einer intensiven ultravioletten Strahlung ausgesetzt. Diese Eigenschaften machen sie zu einem wertvollen Analogon der ursprünglichen Galaxien, die das junge Universum bevölkerten, wo Elemente, die schwerer als Helium sind, viel seltener waren als heute.
Der Nachweis organischer Moleküle in dieser verarmten Umgebung demonstriert die Robustheit der chemischen Prozesse, die im interstellaren Raum ablaufen. Die Forscher schätzen, dass sich diese Moleküle hauptsächlich auf der Oberfläche kosmischer Staubkörner bilden, wo sich einfache Atome und Moleküle allmählich unter dem Einfluss der Umgebungsstrahlung zusammensetzen. Diese Hypothese, die bisher durch theoretische Modelle und Laborexperimente gestützt wurde, findet hier eine entscheidende Beobachtungsbestätigung.
Die Anwesenheit dieser organischen Verbindungen in einer so rauen Umgebung legt nahe, dass die präbiotische Chemie ein im Kosmos verbreitetes Phänomen sein könnte, einschließlich in den primitivsten Galaxien. Diese potenzielle Universalität stärkt die Idee, dass die grundlegenden Zutaten, die für die Entstehung von Leben notwendig sind, in einer großen Vielfalt von Galaxien verfügbar sein könnten, weit über unsere Milchstraße hinaus.
Die Implikationen für den Ursprung des Lebens
Zu den identifizierten Molekülen gehören Methanol, Ethanol, Methylformiat, Acetaldehyd und Essigsäure, wobei Letztere zuvor noch nie schlüssig in interstellarem Eis nachgewiesen worden war. Diese Kohlenstoffverbindungen, die auf der Erde gut bekannt sind, wo einige wie Ethanol und Essigsäure häufige Anwendungen haben, stellen chemische Zwischenprodukte dar, die zur Bildung von komplexeren biologischen Molekülen führen können.
Das Team hat auch spektrale Signaturen entdeckt, die auf die Anwesenheit von Glykolaldehyd hindeuten, eines Moleküls, das mit Zuckern verwandt ist und als ein potenzieller Vorläufer von RNA-Bestandteilen gilt. Obwohl dieser Nachweis einer weiteren Bestätigung bedarf, eröffnet er Perspektiven hinsichtlich der Möglichkeit, dass Vorläufermoleküle für die Entstehung von Leben bereits im interstellaren Raum gebildet werden könnten, noch vor der Geburt von Planeten.
Das Überleben dieser organischen Moleküle während des Planetenentstehungsprozesses stellt eine grundlegende Herausforderung dar, um zu verstehen, wie die Zutaten des Lebens in sich bildende junge Welten eingebaut werden können. Die Forscher schätzen, dass diese Verbindungen die initialen Phasen der planetaren Akkretion überstehen und somit intakt an die Oberfläche von Protoplaneten geliefert werden könnten, wo sie an den chemischen Reaktionen teilnehmen würden, die zur Entstehung von Leben führen.
Autor des Artikels: Cédric DEPOND
Quelle: The Astrophysical Journal Letters