Künstlerische Darstellung der protoplanetaren Scheibe, die den jungen Stern MWC 480 umgibt und in der jetzt komplexe organische Moleküle vom Typ der Methylcyanide nachgewiesen werden konnten. | Copyright: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)
Cambridge (USA) - In der protoplanetaren Scheibe aus Staub und Gas, die einen noch jungen Stern umgibt und as der heraus sich eines Tages ein Planetensystem bilden wird, haben Astronomen zum ersten Mal komplexe organische Moleküle und damit die Bausteine des Lebens nachgewiesen. Erneut bestätigt sich somit, dass Bedingungen unter denen die Sonne und mit ihr die Erde entstanden sind, im Universum nicht einmalig sind.
Wie die Forscher um Karin Öberg, Astronomin vom Harvard-Smithsonian Center für Astrophysik aktuell im Fachjournal "Nature" berichten, gelang der Nachweis mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) an der Europäischen Südsternwarte (ESO).
Entdeckt wurden die Lebensbausteine in der protoplanetaren Scheibe um den Stern MWC 480, der sich 455 Lichtjahre von der Erde entfernt im Taurus-Sternentstehungsgebiet befindet. Es handelt sich um derart große Mengen Methylcyanid (CH3CN, ein komplexes kohlenstoffbasiertes Molekül), um alle Ozeane auf der Erde damit zu füllen.
Darüber hinaus findet sich in den Außenbereichen der Scheibe ein einfacherer Verwandter dieses Moleküls: Cyanwasserstoff (HCN). Diese Region, so vermuten die Forscher, ähnelt dem Kuipergürtel unseres eigenen Sonnensystem jenseits von Neptun, der voller Planetesimale und Kometen ist.
"Kometen stellen eine Art Aufzeichnung der Phase der Planetenentstehung dar, da sie die frühe Chemie des Sonnensystems wiedergeben", erläutert die ESO-Pressemitteilung. "Man geht davon aus, dass die Kometen und Asteroiden aus den Außenbereichen des Sonnensystems Wasser und organische Moleküle auf die Erde brachten und damit die Voraussetzung für die Entwicklung von primitivem Leben schafften."
"Untersuchungen von Kometen und Asteroiden zeigen, dass der solare Urnebel, der die Sonne und Planeten hervorbrachte, reich an Wasser und komplexen organischen Verbindungen war", erläutert Karin Öberg weiter. "Wir haben damit jetzt genauere Belege dafür, dass dieselben chemischen Eigenschaften auch anderorts im Universum vorkommen, zum Beispiel in Regionen, in denen Sternsysteme entstehen könnten, die unserem Sonnensystem nicht unähnlich wären. Das ist besonders verblüffend, da die Moleküle, die in MWC 480 gefunden wurden, in ähnlicher Konzentration auch in den Kometen in unserem Sonnensystem zu finden sind."
Die Himmelsregion um den jungen Stern MWC 480 im Sternbild Stier. | Copyright: ESO/Digitized Sky Survey 2
Die MWC 480 umgebende Scheibe ist in den sehr frühen Phasen der Entwicklung – sie ist erst vor "kurzem" aus einem kalten, dunklen Nebel aus Staub und Gas hervorgegangen. Beobachtungen mit ALMA und anderen Teleskopen müssen noch irgendein offensichtliches Zeichen der Planetenentstehung in ihr nachweisen, obwohl hochauflösendere Beobachtungen Strukturen zum Vorschein bringen könnten, die denen von HL Tauri ähnlich sind, der etwa gleich alt ist.
Schon jetzt wissen Astronomen, dass kalte, dunkle interstellaren Wolken sehr effiziente Fabriken für die Bildung von komplexen organischen Moleküle darstellen - einschließlich einer Gruppe von Molekülen, die man Cyanide nennt. Cyanide, und ganz besonders Methylcyanid, sind wichtig, da sie Kohlenstoff-Stickstoff-Verbindungen enthalten, die für die Bildung von Aminosäuren unerlässlich sind und als Grundlage für Proteine und die Bausteine des Lebens dienen.
"Bis heute ist jedoch noch unklar, ob sich diese komplexen organischen Moleküle tatsächlich in der energiereichen Umgebung eines jeden neu gebildeten Sternsystems bilden können, da Stöße und Strahlung chemische Verbindungen leicht aufbrechen können", so die ESO.
Dank der außerordentlichen Empfindlichkeit des ALMA-Teleskops können Astronomen anhand der neuen Beobachtungen nun sehen, dass diese Moleküle nicht nur überleben, sondern weiter zunehmen.
"Die Moleküle, die ALMA nachwies, sind bedeutend reichlicher vorhanden, als wenn man sie in interstellaren Wolken gefunden hätte. Das zeigt Astronomen, dass protoplanetare Scheiben sehr effizient komplexe organische Moleküle bilden und dass sie in der Lage sind, dies innerhalb einer relativ kurzen Zeitspanne zu tun.
Die Astronomen nehmen daher an, dass organische Moleküle, die in Kometen und anderen Eiskörpern sicher eingeschlossen werden, auch in andere, lebensfreundlichere Umgebungen transportiert werden können, während sich das System weiterentwickelt.
"Aus den Beobachtungen von Exoplaneten wissen wir, dass das Sonnensystem in ihrer Anzahl an Planeten und Reichhaltigkeit an Wasser nicht einzigartig ist", so Öberg abschließend. "Jetzt wissen wir, dass wir mit unseren organischen Eigenschaften nicht einzigartig sind. Ein weiteres Mal haben wir gelernt, dass wir nicht besonders sind. Aus Sicht des Lebens im Universum sind das tolle Neuigkeiten."
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