ALMA entdeckt Bausteine für Leben um jungen sonnenähnlichen Stern

Bei der Beobachtung von sonnenähnlichen Sternen, die sich noch in sehr frühen Entwicklungsstadien befinden, haben Forscher mit ALMA Spuren von Methylisocyanat gefunden – einem chemischen Bestandteil für die Entwicklung von Leben. Es handelt sich um die erste Entdeckung dieses präbiotischen Moleküls um sonnenähnliche Protosterne, bei denen die Bedingungen, die dort herrschen, mit jenen vergleichbar sind, als unser Sonnensystem entstand. Die Entdeckung könnte Astronomen deshalb helfen, zu verstehen, wie das Leben auf der Erde seinen Anfang nahm.

Mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chile gelang es zwei Astronomenteams das präbiotische komplexe organische Molekül Methylisocyanat im Mehrfachsternsystem IRAS 16293-2422 nachzuweisen. Ein Team stand unter der gemeinsamen Leitung von Rafael Martín-Doménech vom Centro de Astrobiología in Madrid in Spanien und Víctor M. Rivilla vom INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri in Florenz in Italien; die Leiter des anderen Teams waren Niels Ligterink von der Sterrewacht Leiden in den Niederlanden und Audrey Coutens vom University College London in Großbritannien.

„Dieses Sternsystem beschäftigt uns auch weiterhin! Nach der Entdeckung von Zuckern, haben wir jetzt Methylisocyanat gefunden. Diese Art organischer Moleküle ist an der Synthese von Peptiden und Aminosäuren beteiligt, die als Proteine die biologische Basis für Leben bilden, wie wir es kennen“, erläutern Niels Ligterink und Audrey Coutens.

Dank ALMAs Leistungsvermögen konnten beide Forschungsgruppen die Moleküle bei verschiedenen charakteristischen Wellenlängen entlang des Radiospektrums beobachten. In den warmen, dichten inneren Regionen des Kokons aus Staub und Gas, der junge Sterne in ihren frühesten Entwicklungsstadien umgibt, stießen die Wissenschaftler auf die einzigartigen chemischen Spuren. Beide Teams identifizierten und isolierten jeweils die charakteristischen Merkmale des komplexen organischen Moleküls Methylisocyanat. Chemische Computermodelle und Laborexperimente halfen den Forschern besser zu verstehen, unter welchen Bedingungen sich die Moleküle bilden können.

IRAS 16293-2422 ist ein Mehrfachsternsystem aus sehr jungen Sternen in einer Entfernung von etwa 400 Lichtjahren in einer großen Sternentstehungsregion im Sternbild Schlangenträger (lat. Ophiuchus), die den Namen Rho Ophiuchi trägt. Die neuen ALMA-Ergebnisse zeigen, dass jeder dieser jungen Sterne von Gas aus Methylisocyanat umgeben ist.

Die Erde und die anderen Planeten in unserem Sonnensystem sind aus der Materie entstanden, die nach der Entstehung der Sonne übrigblieb. Die Erforschung sonnenähnlicher Protosterne kann Astronomen deshalb einen Blick in unsere eigene Vergangenheit ermöglichen, da sie bei IRAS 16293-2422 ähnliche Bedingungen vorfinden, wie sie für die Entstehung unseres Sonnensystems vor 4,5 Milliarden Jahren nötig waren.

Rafael Martín-Doménech und Víctor M. Rivilla, die Hauptautoren eines der Fachartikel, meinen: „Über das Ergebnis sind wir besonders erfreut, da diese Protosterne der Sonne zu Beginn ihres Lebens sehr ähnlich sind und dieselben Bedingungen aufweisen, die für die Entstehung erdgroßer Planeten förderlich sind. Die Entdeckung präbiotischer Moleküle im Rahmen dieser Untersuchung könnte bedeuten, dass wir ein weiteres Puzzlestück in der Frage gefunden haben, wie das Leben auf unseren Planeten kam.“

Niels Ligterink ist erfreut angesichts der unterstützenden Laborergebnisse: „Abgesehen von der Entdeckung von Molekülen wollen wir auch verstehen, wie sie entstanden sind. Unsere Larborexperimente zeigen, dass sich Methylisocyanat unter sehr kalten Bedingungen, die ähnlich denen im interstellaren Raum sind, tatsächlich auf Eispartikeln bilden kann. Das bedeutet auch, dass diese Moleküle – und damit auch die Basis für Peptidbindungen – tatsächlich mit großer Wahrscheinlichkeit in der Nähe der meisten neuentstandenen sonnenähnlichen Sterne zu finden sind.“