Astrophysiker am National Radio Astronomy Observatory haben eine komplexe organische Verbindung im interstellaren Raum entdeckt, die chiral ist. Wissenschaftler haben einen Synthesemechanismus für ein solches Molekül vorgeschlagen, der zur Lösung des Problems der Homochiralität des Lebens auf der Erde beitragen kann. Die Forschung wird in der Zeitschrift Science veröffentlicht.
Viele organische Moleküle haben ihre eigenen Spiegelkopien, mit denen sie nicht mental kombiniert werden können. Darin ähneln sie der rechten und linken Hand. Ein solches Molekül soll Chiralität haben (aus dem Altgriechischen χειρ - "Hand"), und diese Eigenschaft ist charakteristisch für die meisten biologisch bedeutsamen Verbindungen. Ähnliche Formen wurden in Meteoriten gefunden, die auf die Erde gefallen sind, sowie in Kometenmaterie, aber sie wurden noch nicht im interstellaren Raum gefunden.
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Astrophysiker, die das hochempfindliche 100-Meter-Radioteleskop Green Bank verwendeten, konnten das erste komplexe organische Molekül mit Chiralität im Weltraum finden - Propylenoxid. Die Substanz liegt nahe dem Zentrum der Milchstraße in einer sternbildenden Staub- und Gaswolke, die als Schütze B2 bekannt ist.
Komplexe organische Moleküle bilden sich auf verschiedene Weise in interstellaren Wolken. Beispielsweise können einzelne Verbindungen miteinander kollidieren und zu komplexeren Substanzen verschmelzen. Wenn jedoch große Moleküle wie Methanol auftreten, wird dieser Prozess weniger effizient. Um weiter zu gehen und Propylenoxid zu erhalten, sollten laut Wissenschaftlern kleine Eisstücke als eine Art Substrat dienen, auf dem sich kleine Moleküle ablagern. Letztere können sich miteinander verbinden und komplexere Strukturen synthetisieren. Die resultierenden Verbindungen verdampfen aus den Eispellets und gelangen in die Weltraumumgebung, wo sie mit anderen Substanzen chemische Reaktionen eingehen.
Die erhaltenen Daten erlauben jedoch keine Bestimmung, welche der chiralen Formen (Enantiomere) von Propylenoxid gefunden wurden. Enantiomere haben die gleichen Schmelz-, Siede- und Gefrierpunkte sowie Absorptionsspektren. Astrophysiker glauben jedoch, dass die Untersuchung der Wechselwirkung polarisierter Lichtstrahlen mit Molekülen zur Klärung dieses Problems beitragen wird.
Die Entdeckung von Propylenoxid ebnet den Weg für weitere Experimente, die helfen sollen, zu verstehen, wie und wo chirale Verbindungen gebildet werden, und das Problem der Homochiralität zu lösen. Da jedes Lebewesen auf der Erde Moleküle nur einer chiralen Form enthält, ist nicht klar, wie die Wahl zu seinen Gunsten getroffen wurde. Gleichzeitig könnte beispielsweise die DNA nicht stabil sein, wenn sie sowohl aus "linkshändigen" als auch aus "rechtshändigen" Enantiomeren besteht. Wissenschaftler glauben, dass ihre Entdeckung darauf hindeutet, dass die Bildung organischer Stoffe im Weltraum eine wichtige Rolle für die Homochiralität gespielt hat.
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