Astronomen weisen erstmals Zucker im Weltraum nach
In der 450 Lichtjahre vom Zentrum der Milchstraße entfernt gelegenen Gaswolke G+0.693-0.027 gibt es einfache Zuckermoleküle. Das zeigen Beobachtungen eines internationalen Forschungsteams mit zwei Radioteleskopen in Spanien. Die Astronomen stießen in der Gaswolke auf die charakteristische Strahlung des Zuckers Erythrulose, der aus vier Kohlenstoff-, acht Wasserstoff- und vier Sauerstoff-Atomen besteht. Die Entdeckung stärkt die Hypothese, viele lebenswichtige Moleküle seien bereits im Weltall entstanden und von dort auf die Erde gelangt, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Astronomy“.
„Zucker sind essentielle Biomoleküle, die als metabolische Energielieferanten und als wichtige Bausteine der Erbsubstanz dienen“, erläutern Izaskun Jiménez-Serra vom spanischen Zentrum für Astrobiologie und ihre Kollegen. „Eine zentrale Frage bei der Erforschung der Ursprünge des Lebens ist, wie einfache Zucker auf der frühen Erde entstehen konnten.“ Denn wie Laborexperimente zeigen, war die Bildung solcher Moleküle unter den damaligen Bedingungen äußerst schwierig.
Bereits 2019 gelang es, den Zucker Ribose, ebenfalls ein wichtiger Bestandteil der Erbinformation, in zwei auf die Erde gefallenen Meteoriten nachzuweisen. Und in der von der Raumsonde OSIRIS-REx zur Erde gebrachten Bodenproben des Asteroiden Bennu stießen Wissenschaftler auf Glukose, also den durch Photosynthese in Pflanzen entstehenden Traubenzucker.
Da eine Entstehung auf den Ursprungskörpern der Meteoriten und Asteroiden ebenso schwierig wäre wie auf der jungen Erde, sahen die Wissenschaftler in diesen Entdeckungen ein Indiz dafür, dass Zucker sich bereits in den großen Wolken aus Gas und Staub bilden könnten, in denen Sterne und Planeten entstehen.
Tatsächlich haben Astronomen in solchen Gaswolken bereits viele Moleküle nachgewiesen, die eine wichtige Rolle bei der Entstehung des Lebens gespielt haben könnten. „Das interstellare Medium ist eine beeindruckende chemische Fabrik“, betonen Jiménez-Serra und ihre Kollegen. Über 340 biologisch relevante Moleküle wurden dort bereits nachgewiesen, so die Forscher. Darunter zahlreiche Bestandteile der Erbsubstanzen DNA und RNA – aber bislang eben keine Zucker.
Das hat sich jetzt geändert. Mit der 40 Meter großen Yebes-Antenne und dem 30 Meter großen Radioteleskop IRAM konnte das Team bei insgesamt 17 Frequenzen die Strahlung von Erythrulose aufspüren. Die Forscher verglichen ihre Beobachtungen mit Labormessungen an dem Zucker, sowie mit Computermodellen unter Berücksichtigung der physikalischen Bedingungen in der Gaswolke.
Erythrulose kommt auf der Erde beispielsweise in roten Himbeeren vor. Künstlich hergestellte Erythrulose dient in der Kosmetikindustrie als Selbstbräuner. Bleibt die Frage, wie dieser Zucker im Weltall entsteht. Jiménez-Serra und ihre Kollegen sehen langsame chemische Reaktionen auf eisüberzogenen Staubkörnchen am Werk, die zur Bildung von Erythrulose-Molekülen führen.
Interstellare Erythrulose könnte also, so die Forscher, die für frühe Stoffwechsel- und Replikationsprozesse notwendigen Zucker geliefert haben. Weitere Beobachtungen sollen nun klären, ob aus diesen einfachen Zuckermolekülen auf den Staubpartikeln auch komplexere Zucker entstehen.
Bildquelle: IRAM / K.Zacher
