Dienstag, 3. April 2012

Bausteine des Lebens können sich schon in frühen Sonnensystemen bilden


Künstlerische Interpretation des frühen Sonnensystems (Illu.). | Copyright: NASA/JPL-Caltech

Moffett Field/ USA - Komplexe organische Verbindungen, darunter auch die Bausteine des irdischen Lebens, konnten schon vor den Planeten im noch jungen Sonnensystem entstehen – und da auf vergleichsweise einfache Art und Weise. Zu dieser Schlussfolgerung kommen Wissenschaftler der University of Chicago und der NASA anhand neuer Verbindungen zwischen Computersimulationen und Laborexperimenten.

Fred Ciesla von der University of Chicago und Scott Sandford vom Ames Research Center der NASA haben die Dynamik des frühen Sonnennebels und damit jener Wolke aus Staub- und Gasen simuliert, die einst die noch junge Sonne umgeben hatte und aus der heraus später die Planeten entstanden sind (s. Abb.).

"Immer dann, wenn ein neues Planetensystem auf diese Weise (um einen sonnenähnlichen Stern) entsteht, sollten diese Vorgänge stattfinden", erläutert Sandford. "Bei der Entstehung organischer Verbindungen, die dann auf den Oberflächen von Planeten abgelagert werden, handelt es sich möglicherweise um einen universellen Prozess."

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Auch wenn organische Verbindungen für gewöhnlich auch im Innern von Meteoriten und Kometen gefunden werden können, bleibt ihre Herkunft bis heute der ein Rätsel. In der aktuellen Ausgabe des "Science Express" berichten die Forscher, wie die Verbindungen entstanden sein könnten.

In den Jahren zuvor hatte sich Sandford in Laborexperimenten jenen chemischen Prozessen gewidmet, die unter Beteiligung hochenergetischer ultravioletter Strahlung von einfachen Eispartikeln, wie sie im Weltraum vorkommen, organische Moleküle entstehen lassen könnten. "Wir haben herausgefunden, dass dabei tatsächlich eine erstaunlich große Vielfalt von organischen Verbindungen entstehen kann."

Zu diesen Verbindungen gehören auch Moleküle, die von biologischem Interesse sind, etwa Aminosäuren, Nukleinbasen und Amphiphilien - also die Bausteine für Proteine, DNA und RNA. "Dieser Strahlung ausgesetztes Eis könnte während der Entstehung des Sonnensystems die gleiche Art von Molekülen erzeugt haben", so Ciesela.

Ob diese Eispartikel jedoch auch durch die äußeren Ränder des solaren Nebels, in welchen Temperaturen von minus 243 Grad Celsius vorherrschen, reisen können, damit sie überhaupt auch der ultravioletten Strahlung des Sterns in genügendem Maße ausgesetzt waren, bleibt weiterhin unklar.

Mit Computersimulationen hat Ciesla die turbulenten Bedingungen simuliert, wie sie im Innern des frühen Sonnennebels vermutlich vorherrschten. Hierin wurden die Eispartikel durch die ganze Wolke verteilt und gelangten so auch in jene Regionen, in denen sie der starken Strahlung der noch jungen Sonne ausgesetzt wurden.

"Vor dem Hintergrund dessen, was wir von den Bedingungen im frühen Sonnensystem zu wissen glauben, ist es kaum vorstellbar, dass diese Eispartikel nicht zumindest auch zeitweise der UV-Strahlung der jungen Sonne ausgesetzt waren", kommentiert Ciesla das Ergebnis der Simulationen. Auf dieser Reise, so die Forscher, waren die Teilchen dann auch vermutlich wärmeren Temperaturen ausgesetzt. "Beides zusammen vervollständigt dann das Idealrezept zur Entstehung organischer Verbindungen."

"Es sieht ganz danach aus, als sei all dies eine natürliche Konsequenz der Teilchendynamik in derartigen Nebeln während der Phase der Planetenentstehung."

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / uchicago.edu
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