Der Nachweis eines komplexen organischen Moleküls in der Scheibe um einen jungen Stern deutet darauf hin, dass die präbiotische Chemie im Raum zwischen den Sternen beginnt.

Astronomen entdeckten in den 1930er Jahren erstmals Moleküle um und zwischen Sternen. Jetzt liegt die Zahl der interstellaren Moleküle – der chemischen Keime des Lebens – weit über 200, und die jüngsten Funde werden immer komplexer. Unklar bleibt jedoch, ob und wie komplexe Moleküle aus dem Raum zwischen den Sternen in planetenbildende Scheiben und schließlich auf die Planeten selbst wandern.

Der knifflige Teil ist, dass Astronomen diese Moleküle in Gasform nachweisen, wenn sie Licht absorbieren. Das erschwert die Detektion in planetenbildenden Scheiben, wo die meisten Moleküle als Eis auf Staubkörnern vorliegen. Aber eine neue Studie, die in Astronomy & Astrophysics veröffentlicht wurde, hat genau das getan.

Nashanty Brunken (Leiden Observatory, Niederlande) und Kollegen berichten über den ersten Nachweis von Dimethylether (CH3OCH3) in einer protoplanetaren Scheibe, einem der komplexesten Moleküle, die bisher in einer planetenbildenden Umgebung gefunden wurden. Sie berichten auch über einen vorläufigen Nachweis von Methylformiat (CH3OCHO).

Diese Bilder des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) zeigen, wo verschiedene Gasmoleküle in der Scheibe um Oph IRS 48 gefunden wurden. Einige molekulare Gase wie Kohlenmonoxid (CO; lila) sind überall in der Scheibe zu finden, aber mehr komplexe Moleküle wie Formaldehyd (H2CO; orange), Methanol (CH3OH; grün) und Dimethylether (CH3OCH3; blau) werden nur in einer Region gefunden, die der Staubfalle des Systems entspricht.ALMA (ESO / NAOJ /NRAO) / A Pohl, van der Marel et al. / Brunkenet al.

„Es ist wirklich aufregend, diese größeren Moleküle endlich in Scheiben nachzuweisen“, sagt Teammitglied Alice Booth (ebenfalls am Leiden Observatory). „Eine Zeitlang dachten wir, es sei vielleicht nicht möglich, sie zu beobachten.“

Der Nachweis war möglich, weil die Astronomen Oph IRS 48 anvisierten, einen 440 Lichtjahre entfernten Stern im Sternbild Ophiuchus. Die protoplanetare Scheibe dieses Sterns ist in astronomischen Kreisen für ihre Staubfalle berühmt: Frühere Beobachtungen zeigten, dass Gas die gesamte Scheibe einnimmt, der Staub sich jedoch in einer deutlichen Halbmondform konzentriert. Es wird angenommen, dass solche Staubfallen die Anfangsstadien der Planetenentstehung beherbergen, da sie das Verheddern von Staubkörnern fördern.

Die Forscher glauben, dass das Sternenlicht, das auf den inneren Rand dieser Staubfalle scheint, die Moleküle in eine gasförmige Phase „befreit“. Brunkens Team konnte die Moleküle dann mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile nachweisen. Dass Moleküle wie Dimethylether in der Scheibe vorhanden sind, deutet darauf hin, dass sich dort auch andere komplexe organische Moleküle befinden könnten.

Von organischen Molekülen zum Leben

Dimethylether, das auf der Erde als Kältemittel und potenzielle Brennstoffquelle verwendet wird, klingt nicht besonders organisch, oder? Ebenso wird Methylformiat unter anderem gelegentlich als Insektizid eingesetzt. Dennoch sind diese kohlenstoff- und wasserstoffhaltigen Moleküle in der Wildnis des Weltraums Vorläufer von präbiotischen Molekülen, den weitaus komplexeren Zuckern, Aminosäuren und anderen Molekülen, die die Bausteine ​​des Lebens bilden.

Astronomen hatten zuvor Dimethylether im interstellaren Raum nachgewiesen. Aber die Tatsache, dass das Team es in der Scheibe von Oph IRS 48 gefunden hat – und zwar mit der gleichen Häufigkeit wie im interstellaren Raum – unterstützt die Idee, dass komplexe organische Moleküle, die in riesigen, kalten Staub- und Gaswolken entstanden sind, letztendlich in die Bildung von Planetensystemen gezogen werden.

Karin Öberg (Harvard), die nicht an der Studie beteiligt war, sagt: „Ich halte das dargestellte Szenario für das plausibelste.“

Finden Sie den Stern anhand dieser Karte, die die Position von Oph IRS 48 (roter Kreis) im Sternbild Ophiuchus, der Schlangenträger, zeigt. Die meisten Sterne, die mit bloßem Auge an einem dunklen Himmel zu sehen sind, sind markiert. ESO/IAU und Sky & Telescope

Mit zusätzlichen Beobachtungen werden Astronomen schließlich in der Lage sein, die gesamte Reise der Moleküle von ihrer Entstehung zu planetenbildenden Scheiben und Planetenkörpern zu verfolgen und ein Licht auf die Chemie zu werfen, die zum Leben im Sonnensystem geführt hat.