Ein ungewöhnliches Laborexperiment half Wissenschaftlern zu beweisen, dass die Grundbausteine des Lebens - Moleküle von Alkoholen, Zuckern und Aminosäuren - im Weltraum aus Methan und anderen einfachen Molekülen entstehen können, wenn sie mit kosmischer Strahlung kollidieren. Dies geht aus einem im Journal of Chemical Physics veröffentlichten Artikel hervor.
"Wir glauben, dass diese Reaktionen der molekularen Synthese eine entscheidende Rolle bei der Biogenese und der Bildung der einfachsten 'Bausteine des Lebens' im Sonnensystem spielen und der Schlüssel zum Ursprung des Lebens und zur chemischen Evolution organischer Moleküle in anderen Teilen des Universums sein könnten", schreibt Sasan Esmaily (Sasan) Esmaili) und Kollegen von der University of Sherbrooke (Kanada).
Nach modernen Vorstellungen bildeten sich die Erde und andere Planeten des Sonnensystems in den ersten mehreren hundert Millionen Jahren ihres Lebens im Gas- und Staubnebel, der die neugeborene Sonne umgab. Zu Beginn ihres Lebens war die Erde eine glühende Kugel, auf deren Oberfläche flüchtige Elemente und Substanzen wie Wasser-, Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen sowie organische „Bausteine des Lebens“einfach nicht existieren konnten.
Es stellt sich die Frage, warum all diese Substanzen dann in großer Menge auf der Erdoberfläche und in der Erdkruste vorkommen. In dieser Hinsicht haben Wissenschaftler mehrere Theorien, und zum Beispiel erklärt sich das Vorhandensein von Wasser auf der Erde damit, dass es von Asteroiden und Kometen, die vor etwa 3,8 Milliarden Jahren die Erdoberfläche bombardierten, auf unseren Planeten "gebracht" worden sein könnte.
Einige Kuriositäten in der Isotopenzusammensetzung von Wassermolekülen in alten Kometen sowie neuere Daten zur chemischen Zusammensetzung des Churyumov-Gerasimenko-Kometen lassen viele Wissenschaftler vermuten, dass der Löwenanteil der primären "Lebensbausteine" des Sonnensystems vor seiner Geburt entstanden ist. Es stellt sich die unvermeidliche Frage, wie solche Moleküle in der dunklen Leere des interstellaren Raums ohne das Licht der neugeborenen Sonne oder anderer Energiequellen entstehen könnten.
Esmaily und seine Kollegen versuchten, eine Antwort auf diese Frage zu finden, was darauf hindeutete, dass die Quelle dieser Energie kosmische Strahlen sein könnten, die mit Molekülen interstellaren Gases kollidieren. Sie testeten diese Idee, indem sie eine Mischung aus kleinen Körnern aus Eis, Ammoniak, Kohlenmonoxid, Wasserstoff, den einfachsten Kohlenwasserstoffen und anderen Substanzen bestrahlten, die in der Primärsubstanz von "Sternenkindergärten" zu finden sind - dichten Gaswolken, in denen neue Sterne und Planeten geboren werden.
Die Rolle der kosmischen Strahlung spielten Elektronenstrahlen und Photonen der Röntgenstrahlung, deren Leistung so gewählt wurde, dass sie in ihrer Intensität ihren wirklichen "Cousins" entsprachen. Von Zeit zu Zeit setzten Wissenschaftler "interstellare Materie" Magnetfeldern und anderen Arten von Strahlung aus und simulierten verschiedene Prozesse, die im Weltraum stattfinden.
Wie diese Experimente ziemlich schnell zeigten, traten in der Kammer Moleküle aus Acetylen, Alkoholen, aromatischen Kohlenwasserstoffen, Zuckern und vielen anderen "Bausteinen des Lebens" auf, die, wie Wissenschaftler zuvor glaubten, nur in zukünftigen Sternensystemen entstehen konnten.
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Dies legt laut Esmaily und seinen Kollegen nahe, dass der größte Teil der primären organischen Materie im Sonnensystem tatsächlich vor dem Erscheinen der Sonne und der Planeten sowie in der Nähe anderer Welten geboren worden sein könnte, die kürzlich mit Kepler und anderen Teleskopen entdeckt wurden.
