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ALMA
Komplexe organische Moleküle um jungen Stern
von Stefan Deiters
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9. April 2015

Mithilfe des Radioteleskopverbunds ALMA haben Astronomen komplexe organische Moleküle in der protoplanetaren Scheibe um einen jungen Stern nachweisen können. Die Verbindungen gelten als Grundbausteine für Leben. Die Entdeckung werten die Forscher als weitere Bestätigung dafür, dass die Bedingungen, unter denen sich die Sonne und die Planeten bildeten, in unserer Galaxie weit verbreitet sind.

MWC 480

In der protoplanetaren Scheibe um den jungen Stern MWC 480 haben Astronomen komplexe organische Moleküle entdeckt (künstlerische Darstellung).  Bild: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)   [Großansicht]

Ziel der jetzt vorgestellten Beobachtungen mit dem  Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) war der junge Stern MWC 480. Er hat etwa die doppelte Masse unserer Sonne und liegt in einer Entfernung von 455 Lichtjahren im Sternbild Stier. Der Stern ist noch sehr jung, nur eine Million Jahre alt, und von einer Scheibe aus Gas und Staub umgeben, die sich auch noch in einer sehr frühen Phase ihrer Entwicklung befindet.

In solchen protoplanetaren Scheiben können Planeten entstehen, so dass ihre Zusammensetzung für Astronomen von großem Interesse ist. Mithilfe von ALMA konnten die Wissenschaftler nun in den äußeren Regionen der Scheibe, die etwa unserem Kuipergürtel jenseits der Neptunbahn entsprechen dürfte, große Mengen an Methylcyanid nachweisen, ein komplexes kohlenstoffhaltiges Molekül. Um MWC 480 ist offenbar ausreichend Metylcyanid vorhanden, um alle Ozeane der Erde damit zu füllen. Außerdem gelang auch der Nachweis von Cyanwasserstoff.

Aus dem Kuipergürtel stammen zahlreiche Kometen. Die Wissenschaft geht heute davon aus, dass Kometen und auch Asteroiden aus dieser Region des Sonnensystems in der Anfangsphase der Erdentwicklung unsere Heimatwelt mit Wasser und organischen Molekülen angereichert und damit die Entstehung von primitivem Leben vorbereitet haben. Die Untersuchung von Kometen liefert damit Erkenntnisse über die chemische Zusammensetzung des Materials, das auch auf der jungen Erde anzutreffen war.

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"Studien über Kometen und Asteroiden zeigen, dass der solare Nebel, aus dem unsere Sonne und die Planeten entstanden sind, reich an Wasser und komplexen organischen Verbindungen war", so Karin Öberg vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics im US-amerikanischen Cambridge. "Wir haben jetzt bessere Beweise dafür, dass es die gleichen chemischen Verhältnisse auch an anderen Orten im Universum gibt und dort somit auch ganz ähnliche Sonnensysteme entstehen könnten." So hätte man die um MWC 480 nachgewiesenen Moleküle in vergleichbaren Konzentrationen auch in den Kometen des Sonnensystems gefunden.

Cyanide sind für die Wissenschaftler insbesondere deshalb von Interesse, weil sie Kohlenstoff-Stickstoff-Bindungen enthalten, die bei der Entstehung von Aminosäuren eine Rolle spielen. Diese wiederum sind ein wichtiger Grundbaustein für Leben. Bislang wusste man allerdings nicht sicher, ob diese komplexen organischen Moleküle nicht nur in Ausnahmefällen in der Umgebung von jungen Sternen überleben können, wo Stoßwellen und intensive Strahlung chemische Verbindungen unter Umständen schnell zerstören.

Die neuen Beobachtungen mit ALMA zeigen nun, dass diese Verbindungen unter diesen Bedingungen nicht nur existieren, sondern sich offenbar sogar bilden können. Die nachgewiesenen Häufigkeiten der Stoffe liegen nämlich deutlich über denen, die man etwa im interstellaren Medium findet.

"Aus der Exoplaneten-Forschung weiß man inzwischen, dass unser Sonnensystem mit Blick auf die Anzahl der Planeten oder der Häufigkeit von Wasser nichts Ungewöhnliches ist", so Ödberg. "Jetzt wissen wir auch, dass die chemischen Verhältnisse hier nicht einzigartig sind. Einmal mehr haben wir gelernt, dass wir nichts Besonderes sind. Für die Frage nach weiterem Leben im Universum sind das hervorragende Neuigkeiten."

Über ihre Beobachtungen berichten die Astronomen in der heute erscheinenden Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift Nature.

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siehe auch
Astrochemie: Wie organische Moleküle im All entstehen - 10. April 2014
Herschel: Wasserreservoir in der Wiege eines Sterns - 9. Oktober 2012
Herschel: Organische Moleküle im Orion-Nebel - 5. März 2010
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