Leben im Weltall: Neues zum Ursprung der Chemie des Lebens

Astrophysikerinnen und Astrophysiker entdecken größte schwefelhaltige Molekülverbindung im All

Auf den Punkt gebracht

• Zum ersten Mal wurde ein komplexes, ringförmiges Molekül mit 13 Atomen – darunter Schwefel – im interstellaren Raum entdeckt, basierend auf Laboruntersuchungen.
• Die Entdeckung schließt eine zentrale Lücke: Sie verbindet einfache Chemie im All mit den komplexen organischen Bausteinen, die in Kometen und Meteoriten gefunden wurden.
• Dies ist ein entscheidender Schritt hin zur Erklärung der kosmischen Ursprünge der Chemie des Lebens.

Ein Team des Max-Planck-Instituts für Extraterrestrische Physik hat in Zusammenarbeit mit Astrophysikerinnen und Astrophysikern des Centro de Astrobiología in Madrid, Spanien, das bisher größte schwefelhaltige Molekül im interstellaren Raum identifiziert: 2,5-Cyclohexadien-1-thion (C₆H₆S). Diese Messung gelang durch die Kombination von Laborexperimenten und astronomischen Beobachtungen. Das Molekül befindet sich in der molekularen Wolke mit der Bezeichnung G+0,693–0,027, die sich etwa 27.000 Lichtjahre von der Erde entfernt nahe dem Zentrum der Milchstraße befindet. Mit einem stabilen sechsgliedrigen Ring und insgesamt 13 Atomen übertrifft es deutlich die Größe aller bisher im All nachgewiesenen schwefelhaltigen Verbindungen. „Dies ist die erste eindeutige Entdeckung eines komplexen, ringförmigen schwefelhaltigen Moleküls im interstellaren Raum – und ein entscheidender Schritt, um die chemische Verbindung zwischen dem All und den Bausteinen des Lebens zu verstehen“, sagt Mitsunori Araki, Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik und Erstautor der Studie.  

Bisher hatten Astronominnen und Astronomen nur kleine Schwefelverbindungen – meist mit sechs Atomen oder weniger – im interstellaren Raum nachweisen können. Große, komplexe schwefelhaltige Moleküle wurden aufgrund der Schlüsselrolle von Schwefel in Proteinen und Enzymen lange erwartet, blieben jedoch bisher unentdeckt. Diese Lücke zwischen der interstellaren Chemie und dem organischen Inventar von Kometen und Meteoriten war ein zentrales Rätsel der Astrochemie.

Grundbausteine des Lebens aus dem All

Das jetzt entdeckte C₆H₆S ist strukturell mit Molekülen verwandt, die in extraterrestrischen Proben vorkommen – und das erste seiner Art, das eindeutig im All nachgewiesen wurde. Es stellt eine direkte chemische Brücke zwischen dem interstellaren Medium und unserem Sonnensystem dar.

Die Identifizierung basierte auf einer Kombination aus Arbeiten im Labor sowie anschließenden astronomischen Beobachtungen. Das Team synthetisierte das Molekül im Labor, indem es eine elektrische Entladung von 1.000 Volt auf die übel riechende Flüssigkeit Thiophenol (C₆H₅SH) anwandte. Mit einem selbst entwickelten Spektrometer maßen die Forschenden präzise die Radiowellenfrequenzen von C₆H₆S und erzeugten ein einzigartiges „Radiofingerprint“ mit mehr als sieben signifikanten Dezimalstellen. Dieses Signal wurde anschließend mit astronomischen Daten aus einer Beobachtungskampagne unter der Leitung des Centro de Astrobiología abgeglichen, die mit dem 30-Meter Radioteleskop Iram und dem 40-Meter Radioteleskop Yebes in Spanien gesammelt wurden.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass ein 13-Atom-Molekül, das strukturell jenen in Kometen ähnelt, bereits in einer jungen, sternlosen molekularen Wolke existiert. Dies beweist, dass die chemischen Grundlagen für Leben bereits lange vor der Sternentstehung entstehen“, sagt Valerio Lattanzi, Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik. Die Entdeckung legt nahe, dass noch viele weitere komplexe schwefelhaltige Moleküle unentdeckt geblieben sind – und dass die grundlegenden Bausteine des Lebens bereits in den Tiefen des interstellaren Raums entstanden sind, lange bevor die Erde existierte.