Das Molekül Glycin ist ein Favorit unter Astrophysikern, die nach den Ursprüngen des Lebens in den Sternen suchen. Und jetzt haben Wissenschaftler gezeigt, dass sich Glycin in kalten, dunklen interstellaren Wolken vor Sternen oder Planeten bilden kann.
Glycin ist eine Aminosäure – also eine Art Molekül, das zu Proteinen aneinandergereiht werden kann. Tatsächlich ist Glycin das einfachste Beispiel einer Aminosäure, was seine Präsenz im Weltraum so spannend macht:Durch den gleichen Prozess, bei dem Glycin gebildet wird, können extramolekulare Brocken angeheftet werden, um komplexere Aminosäuren zu bilden.
"Nach dem gleichen Mechanismus können im Prinzip andere funktionelle Gruppen an das Glycin-Rückgrat angefügt werden, was zur Bildung anderer Aminosäuren wie Alanin und Serin in dunklen Wolken im Weltraum führt", sagte Dr. Sergio Ioppolo von der Queen Mary University of London, und Hauptautor der Veröffentlichung. „Am Ende wird dieses angereicherte organische molekulare Inventar in Himmelskörper wie Kometen eingeschlossen und an junge Planeten geliefert, wie es unserer Erde und vielen anderen Planeten passiert ist.“
Glycin wurde bereits im Weltraum gefunden. Die 1999 gestartete NASA-Mission Stardust war die erste, die eine Probe eines Kometen zur Erde zurückbrachte. Es sammelte einige Glycinmoleküle in seinen Proben des Kometen Wild 2. Die Rosetta-Mission der ESA umkreiste den Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko und fand einige in seinem Koma.
Da sich die Kometen unseres Sonnensystems kurz vor der Sonne und den Planeten gebildet haben, zeigten diese Ergebnisse, dass Glycin in einer interstellaren Wolke produziert werden konnte, bevor ein Stern entstand. Es wurde jedoch angenommen, dass es etwas äußere Energie in Form von UV-Licht benötigt.
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Nun hat ein internationales Wissenschaftlerteam gezeigt, dass sich Glycin durch „dunkle Chemie“, also ohne äußere Energie, bilden kann. „Dunkle Chemie bezieht sich auf Chemie ohne die Notwendigkeit energiereicher Strahlung“, erklärte Dr. Ioppolo.
Das Team schuf im Labor die Bedingungen einer interstellaren Wolke:Gletschertemperaturen von 10 bis 20 Kelvin (-263 bis -253 °C) und Staubpartikel, die von dünnen Schichten verschiedener Eisarten bedeckt waren. Erstens bildete dies einen Vorläufer von Glycin, Methylamin, das auch im Kometen 67P gefunden wurde. Das Team zeigte dann, dass sich auch Glycin bildet – allerdings nur in Gegenwart von Wassereis.
„Die wichtige Schlussfolgerung aus dieser Arbeit ist, dass sich Moleküle, die als Bausteine des Lebens gelten, bereits in einem Stadium bilden, das weit vor Beginn der Sternen- und Planetenbildung liegt“, sagte Prof. Harold Linnartz, Direktor des Labors für Astrophysik am Leiden Observatory.
„Eine solch frühe Bildung von Glycin in der Entwicklung von Sternentstehungsregionen impliziert, dass diese Aminosäure im Weltraum allgegenwärtiger gebildet werden kann und in der Masse des Eises konserviert wird, bevor sie in Kometen und Planetesimale eingeschlossen wird, die das Material ausmachen, aus dem letztendlich Planeten bestehen gemacht werden."