27.07.2025
Ein Forschungsteam vom Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) hat mit dem ALMA-Teleskop komplexe organische Moleküle in der protoplanetaren Scheibe des Protosterns V883 Orionis entdeckt – darunter wahrscheinlich Ethylenglykol und Glykolnitril. Diese Verbindungen gelten als Vorstufen der Bausteine des Lebens. Ein Vergleich verschiedener kosmischer Umgebungen zeigt, dass sowohl die Häufigkeit als auch die Komplexität solcher Moleküle von Sternentstehungsgebieten hin zu Planetensystemen zunimmt. Dies deutet darauf hin, dass die Bausteine des Lebens bereits im Weltraum gebildet werden und weitverbreitet sind.
Komplexe organische Moleküle (COMs; complex organic molecules) wurden bereits an verschiedenen Orten nachgewiesen, die mit der Entstehung von Sternen und Planeten in Verbindung stehen. COMs bestehen aus mehr als fünf Atomen, darunter mindestens ein Kohlenstoffatom. Viele von ihnen gelten als Vorläufer wichtiger biologischer Verbindungen, etwa von Aminosäuren und Nukleinsäuren. Die Entdeckung von 17 COMs in der protoplanetaren Scheibe des Protosterns V883 Orionis schließt eine lang bestehende Lücke im Verständnis der chemischen Entwicklung dieser Moleküle – von der Zeit vor der Sternentstehung bis zur Bildung planetenbildender Scheiben. Erstmals konnten dabei auch die Signaturen von Ethylenglykol und Glykolnitril nachgewiesen werden. Aus Glykolnitril können sich die Aminosäuren Glycin und Alanin sowie die Nukleinbase Adenin bilden.
Die Ergebnisse deuten nach Ansicht von Abubakar Fadul, Leiter der MPIA-Gruppe, auf eine direkte Entwicklungskette zwischen interstellaren Molekülwolken und voll ausgebildeten Planetensystemen hin, mit der die chemische Vielfalt und Komplexität ständig zunimmt. Der Übergang von einem kalten Protostern zu einem jungen Stern, der von einer Scheibe aus Staub und Gas umgeben ist, ist durch heftige Phasen mit Schockwellen, intensiver Strahlung und gewaltigen Gasausstößen gekennzeichnet.
Bislang wurde angenommen, dass diese extremen Bedingungen die zuvor gebildeten chemischen Verbindungen weitgehend zerstören. Gemäß dieses sogenannten „Reset“-Szenarios müssten die meisten chemischen Stoffe, die später zu lebenswichtigen Molekülen werden, erst in protoplanetaren Scheiben neu entstehen – während der Bildung von Kometen, Asteroiden und Planeten. Nun scheint aber genau das Gegenteil der Fall zu sein, schlussfolgern die MPIA-Forschenden aus ihren Erkenntnissen. Protoplanetare Scheiben übernehmen offenbar komplexe Moleküle aus früheren Stadien, und ihre chemische Evolution setzt sich während der Scheibenphase fort. Tatsächlich wäre die Zeit zwischen der energiereichen Protosternphase und der Entstehung einer stabilen protoplanetaren Scheibe zu kurz, um komplexe organische Moleküle in nachweisbaren Mengen neu zu bilden, wird weiter erläutert.
Hintergrund: Komplexe Moleküle wie Ethylenglykol und Glykolnitril senden Radiowellen aus, die das ALMA-Radiointerferometer empfangen kann.
Die MPIA-Forschenden erhielten die Beobachtungszeit am ALMA über die Europäische Südsternwarte (ESO), die das Observatorium in der chilenischen Atacama-Wüste auf 5.000 Metern Höhe gemeinsam mit der US-amerikanischen National Science Foundation (NSF) und den japanischen National Institutes of Natural Sciences (NINS) in Kooperation mit der Republik Chile betreibt. Mit ALMA gelang es dem Team, das System V883 Orionis exakt anzuvisieren und die schwachen Spektralsignaturen nachzuweisen, die die aktuelle Entdeckung ermöglichten. (Quelle und mehr: Max-Planck-Institut für Astronomie über Informationsdienst Wissenschaft e. V., https://idw-online.de/de/news855765)
Mehr über das ALMA findet man auf der Homepage der ESO.
Heino Falcke schreibt in seinem lesenswerten Buch „Licht im Dunkeln“, dass das ALMA aus 66 Schüsseln besteht, deren Durchmesser zumeist zwölf Meter beträgt.