Ein winziges Universum in einer Flasche: Im Labor hergestellter kosmischer Staub enthüllt Hinweise auf die Ursprünge des Lebens
Sydney, Australien — Einem Doktoranden an der University of Sydney ist eine bemerkenswerte Leistung gelungen: die Neuschöpfung von kosmischem Staub in einer Glasröhre, wobei dieselben komplexen kohlenstoffreichen Moleküle entstehen, die im interstellaren Raum vorkommen.
Linda Losurdo, Doktorandin der Material- und Plasmaphysik, kombinierte Stickstoff-, Kohlendioxid- und Acetylgase in Vakuumröhren. Anschließend setzte sie diese etwa eine Stunde lang einer elektrischen Ladung von etwa 10.000 Volt aus. Die intensive Energie spaltete die Moleküle auf, und ihre Bestandteile rekombinierten zu größeren, komplexeren chemischen Strukturen, die sich als dünne Schicht aus funkelndem Staub auf Siliziumchips absetzten.
Die im Astrophysical Journal der American Astronomical Society veröffentlichten Ergebnisse bieten ein neues Fenster zu einem der größten Rätsel der Wissenschaft: Wie die chemischen Zutaten für das Leben vor der Existenz der Erde entstanden sind.
Kosmischer Staub mit den essentiellen Elementen des Lebens
Der Laborstaub enthält komplexe Kombinationen von Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff – gemeinsam bekannt als CHON-Moleküle, die in vielen organischen Substanzen vorkommen, die für das Leben als wichtig erachtet werden.
„Wir müssen nicht länger darauf warten, dass ein Asteroid oder Komet zur Erde kommt, um ihre Geschichte zu verstehen", sagte Frau Losurdo. „Man kann analoge Umgebungen im Labor aufbauen und ihre Struktur mit infraroten Fingerabdrücken rückentwickeln."
Weltraum in Glasröhren nachbilden
Losurdo führte das Experiment mit ihrem Betreuer Professor David McKenzie durch. Nachdem sie die Luft aus Glasröhren abgesaugt hatten, um die nahezu Leere des Weltraums anzunähern, füllten sie diese mit der Gasmischung und erzeugten ein Glimmentladungsplasma.
Den Ursprüngen der Bausteine des Lebens auf der Spur
Vor etwa 4,56 Milliarden bis 3,5 Milliarden Jahren trafen Meteoriten, Mikrometeoriten und interplanetarer Staub wiederholt auf die frühe Erde und transportierten enorme Mengen organischen Materials. Wissenschaftler diskutieren seit langem, ob die ersten organischen Moleküle auf der Erde entstanden, mit Kometen und Asteroiden kamen oder eine Kombination aus beidem darstellen.
Aufbau einer Fingerabdruck-Bibliothek
Das Team plant zudem, eine detaillierte Datenbank mit Infrarot-Fingerabdrücken verschiedener im Labor hergestellter kosmischer Staubarten aufzubauen. Astronomen könnten diese Signaturen dann mit Beobachtungen von Sternentstehungsregionen und toten Sternen vergleichen.
