Die Bausteine des Lebens könnten ihren Ursprung in den winzigen eisigen Körnern haben, aus denen das Gas und der Staub zwischen den Sternen besteht, und diese eisigen Körner könnten der Schlüssel zum Verständnis sein, wie Leben auf Planeten entstehen kann. Forscher haben mit Hilfe von Studenten ein wichtiges Paar präbiotischer Moleküle in den eisigen Teilchen im interstellaren Raum entdeckt. Die Chemikalien, die sich in einer riesigen Gaswolke etwa 25.000 Lichtjahre von der Erde entfernt befinden, könnten ein Vorläufer einer Schlüsselkomponente der DNA sein, und eine andere könnte eine Rolle bei der Bildung einer wichtigen Aminosäure spielen.
„Wir haben das ultimative Präbiotikum präbiotischer Moleküle gefunden“, sagte Anthony Remijan vom National Radio Astronomy Observatory (NRAO).
Mit dem Green Bank Telescope (GBT) in West Virginia fanden Forscher ein Molekül namens Cyanomethanimin, das Adenin produziert, eine der vier Nukleobasen, die die „Sprossen“ in der leiterartigen Struktur der DNA bilden. Das andere Molekül namens Ethanamin soll eine Rolle bei der Bildung von Alanin spielen, einer der zwanzig Aminosäuren im genetischen Code.
Bisher dachten Wissenschaftler, dass solche Prozesse in dem sehr dünnen Gas zwischen den Sternen ablaufen. Die neuen Entdeckungen legen jedoch nahe, dass die chemischen Bildungssequenzen dieser Moleküle nicht im Gas, sondern auf den Oberflächen von Eiskörnern im interstellaren Raum stattfanden.
„Diese Moleküle in einer interstellaren Gaswolke zu finden bedeutet, dass wichtige Bausteine für DNA und Aminosäuren neu gebildete Planeten mit den chemischen Vorläufern für Leben ‚befruchten‘ können“, sagte Remijan.
In jedem Fall sind die neu entdeckten interstellaren Moleküle Zwischenstufen in mehrstufigen chemischen Prozessen, die zum endgültigen biologischen Molekül führen. Details der Prozesse bleiben unklar, aber die Entdeckungen geben neue Erkenntnisse darüber, wo diese Prozesse ablaufen.
„Wir müssen weitere Experimente durchführen, um besser zu verstehen, wie diese Reaktionen funktionieren, aber es könnte sein, dass einige der ersten wichtigen Schritte zu biologischen Chemikalien auf winzigen Eiskörnern stattgefunden haben“, sagte Remijan.
Die Entdeckungen wurden durch eine neue Technologie ermöglicht, die den Prozess der Identifizierung der „Fingerabdrücke“ kosmischer Chemikalien beschleunigt. Jedes Molekül hat einen bestimmten Satz von Rotationszuständen, die es annehmen kann. Wenn es von einem Zustand in einen anderen wechselt, wird eine bestimmte Energiemenge entweder emittiert oder absorbiert, oft als Radiowellen mit bestimmten Frequenzen, die mit dem GBT beobachtet werden können.
Neue Labortechniken haben es Astrochemikern ermöglicht, die charakteristischen Muster solcher Radiofrequenzen für bestimmte Moleküle zu messen. Ausgestattet mit diesen Informationen können sie dann dieses Muster mit den vom Teleskop empfangenen Daten abgleichen. Laboratorien der University of Virginia und des Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics maßen die Radioemission von Cyanomethanimin und Ethanamin, und die Frequenzmuster dieser Moleküle wurden dann mit öffentlich zugänglichen Daten abgeglichen, die von 2008 bis 2011 mit dem GBT durchgeführt wurden.
Ein Team von Studenten, die an einem speziellen Sommerforschungsprogramm für Studenten aus Minderheiten an der University of Virginia (U.Va.) teilnahmen, führte einige der Experimente durch, die zur Entdeckung von Cyanomethanimin führten.
„Dies ist eine ziemlich besondere Entdeckung und beweist, dass Studenten am Anfang ihrer Karriere bemerkenswerte Forschung leisten können“, sagte Books Pate, ein Professor der U. Va, der die Studenten betreute.
Quelle: NRAO
