Eine neue Studie könnte darauf hindeuten, dass die Bausteine des Lebens im Weltall ihren Ursprung haben. So haben Astronomen eine neue Art chemischer Reaktion entdeckt, die sogenannte Peptide entstehen lässt. Sie sind als kurze Ketten aus Aminosäuren der Ausgangspunkt für größere Proteine. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in Nature Astronomy.
Staubkörner ohne Wasser
Für die chemische Reaktion seien Staubkörner im Kosmos und sehr niedrige Temperaturen notwendig. Auf den Körnern sollen bereits relativ komplexe Vorgänger von Biomolekülen entstehen können. Dabei dienen singuläre Kohlenstoffatome als „molekularer Klebstoff“, der Kohlenmonoxid und Ammoniak bindet. Diese Moleküle kommen im interstellaren Raum am häufigsten vor. Auf diese Weise kann das Molekül Aminoketen entstehen, das mit Glycin vergleichbar ist. Glycin weist lediglich noch ein Wassermolekül in seiner Struktur auf.
Das Wasser müsste jedoch abgespalten werden, um Glycin zu einem Peptid anwachsen zu lassen. Dies erfordere jedoch Energie, die in dem kalten Weltraum nicht so ohne Weiteres vorhanden ist. Nachdem Aminoketen allerdings ohne Wassermolekül auskommt, kann es Peptide gänzlich ohne Energiezufuhr ausbilden. Die Bedingungen auf der Oberfläche des Staubkorns reichen für die Reaktion aus.
Die Wissenschaftler rund um Serge Krasnokutski vom Max-Planck-Institut für Astronomie nutzten für ihren Nachweis quantenchemische Berechnungen. Zunächst bindet sich das reaktionsfreudige Kohlenstoffatom mit Ammoniak zu H2NCH, was anschließend in einer zweiten Reaktion mit Kohlenmonoxid zu H2NCH=CO wird. Um die Testergebnisse auf den interstellaren Raum zu übertragen, nahmen die Astronomen dann eine Ausgangstemperatur von lediglich zehn Grad über dem absoluten Nullpunkt an.
Reaktionen bei zehn Grad über dem absoluten Nullpunkt
Im Experiment bestätigte sich dann, dass auch unter solch harschen Bedingungen Reaktionen stattfinden können. Ein Infrarotspektrograf entdeckte Moleküle, die das Licht nach der Maschine absorbierten. Für Peptide reichte diese Temperatur jedoch nicht. Diese Bausteine des Lebens waren erst ab einer Temperatur von rund 110 Kelvin auszumachen, was im Weltall etwa durch nahe Himmelskörper wie Sterne möglich wäre.
Mit ihrer Entdeckung erklären die Forscher eine weitere Möglichkeit zur Entstehung komplexer Aminoketten. Die Protein-Vorgänger könnten tatsächlich in großer Anzahl im Weltall vorkommen. Lange Zeit wurde angenommen, dass größere Biomoleküle kaum ohne eine aktive Abspaltung von Wasser möglich werden würden. Diese Annahme dürfte nun weiter entkräftet werden.
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