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Moleküle Im All: Verwandschaft des Lebens

Bei der Suche nach organischen Molekülen im interstellaren Raum spüren Astronomen immer komplexere chemische Verbindungen auf. Besonders ergiebig erscheint dabei die von dichten Gaswolken bevölkerte Nachbarschaft des galaktischen Zentrums. Hier gibt es neuen Beobachtungen zufolge sogar den Verwandten einer Aminosäure.
Struktur des AminoacetonitrilLaden...
Bis heute wurden mehr als 140 verschiedene Moleküle im Weltall identifiziert, sowohl in interstellaren Wolken als auch in ausgedehnten Hüllen um Sterne. Ein Großteil davon ist organisch, das heißt, er basiert auf Kohlenstoff. Besonders intensiv fahnden die Forscher nach so genannten Biomolekülen – und dabei speziell nach Aminosäuren, den unabdingbaren Bausteinen des Lebens. Zwar ließen sich Aminosäuren bereits in Meteoriten auf der Erde nachweisen, nicht aber im interstellaren Raum.

Nach der einfachsten Aminosäure Glycin (NH2CH2COOH) wurde in kosmischen Quellen bereits lange, aber bisher vergeblich gesucht. Angesichts dieser Schwierigkeiten konzentrierte sich die Fahndung auf Aminoacetonitril (NH2CH2CN), einen chemischen Verwandten und möglichen direkten Vorläufer von Glycin.

Ein dichter Wald aus Spektrallinien

So ermittelten die Wissenschaftler um Arnaud Belloche vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie nun in der "Heimat der großen Moleküle", einer gigantischen Molekülwolke nahe dem galaktischen Zentrum. Der dichte und heiße Gasklumpen innerhalb des Sternentstehungsgebiets Sagittarius B2 besitzt einen Durchmesser von gerade einmal 0,3 Lichtjahren. Aufgeheizt wird er von einer tief im Innern verborgenen jungen Sonne.

30-Meter-RadioteleskopLaden...
30-Meter-Radioteleskop | Das 30-Meter-Radioteleskop auf dem Pico Veleta in knapp 3000 Meter Höhe in der spanischen Sierra Nevada ist eines der drei Instrumente, mit denen die Entdeckung von Aminoacetonitril im Weltraum möglich wurde.
Die meisten der bisher im Weltraum nachgewiesenen organischen Moleküle – darunter Verbindungen wie Ethanol, Formaldehyd, Ameisensäure, Essigsäure, Glykolaldehyd und Äthylenglykol fanden sich bislang in eben dieser Ansammlung aus Staub und Gas. Mit dem Iram-30-Meter-Teleskop in der spanischen Sierra Nevada durchforsteten die Forscher nun den dichten Wald von 3700 Spektrallinien komplexer Moleküle. Denn Atome und Moleküle leuchten nur bei ganz speziellen Frequenzen, die als charakteristische Linien im Spektrum auftreten.

Durch ihre Analyse lässt sich aus der Radiostrahlung einer kosmischen Wolke auf deren chemische Zusammensetzung schließen. Je komplexer ein Molekül, desto mehr Möglichkeiten hat es, seine interne Energie abzustrahlen. Deshalb emittieren komplexe Moleküle sehr viele Spektrallinien, die allerdings alle recht schwach sind und sich daher im Linien-Dschungel schwer identifizieren lassen.

Fahndung nach Lebensbausteinen

"Trotzdem gelang es uns schließlich, 51 sehr schwache Linien eindeutig dem Molekül Aminoacetonitril zuzuordnen", berichtet Belloche. Bestätigt wurde das Ergebnis bei zehnfach höherer räumlicher Auflösung durch Beobachtungen mit zwei Radioteleskop-Netzwerken: dem Plateau-de-Bure Interferometer in Frankreich sowie dem Australia Telescope Compact Array. Mit diesen Messungen zeigten die Forscher, dass alle registrierten Linien tatsächlich vom selben Ort innerhalb der "Heimat der großen Moleküle" stammen. Belloche sieht das als zwingenden Beweis für die Glaubwürdigkeit ihrer Identifikation.

"Die Entdeckung von Aminoacetonitril hat unser Verständnis der chemischen Vorgänge in dichten, heißen Sternentstehungsgebieten deutlich erweitert", erklärt Belloches Kollege Karl Menten. "Ich denke, wir werden in Zukunft viele weitere, noch komplexere organische Moleküle im interstellaren Gas nachweisen können. Mehrere Kandidaten haben wir schon!"
27.03.2008

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 27.03.2008

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