Eine neue Studie unter der Leitung von Dr. Danna Qasim, Wissenschaftlerin des Southwest Research Institute, geht davon aus, dass interstellare Wolkenbedingungen möglicherweise eine bedeutende Rolle für das Vorhandensein von Schlüsselbausteinen des Lebens im Sonnensystem gespielt haben.
„Kohlenstoffhaltige Chondriten, einige der ältesten Objekte im Universum, sind Meteoriten, von denen angenommen wird, dass sie zur Entstehung des Lebens beigetragen haben. Sie enthalten mehrere verschiedene Moleküle und organische Substanzen, einschließlich Amine und Aminosäuren, die wichtige Bausteine des Lebens sind waren entscheidend für die Schaffung von Leben auf der Erde. Diese Substanzen sind notwendig, um Proteine und Muskelgewebe zu erzeugen“, sagte Qasim.
Die meisten Meteoriten sind Fragmente von Asteroiden, die vor langer Zeit im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter auseinandergebrochen sind. Solche Fragmente umkreisen die Sonne – manchmal für Millionen von Jahren – bevor sie mit der Erde kollidieren.
Eine der Fragen, die Qasim und andere zu beantworten versuchen, ist, wie Aminosäuren überhaupt in die kohligen Chondriten gelangt sind. Da die meisten Meteoriten von Asteroiden stammen, haben Wissenschaftler versucht, Aminosäuren zu reproduzieren, indem sie Asteroidenbedingungen in einer Laborumgebung simulierten, ein Prozess, der als „wässrige Veränderung“ bezeichnet wird.
„Diese Methode war nicht zu 100 % erfolgreich“, sagte Qasim. „Der Aufbau von Asteroiden stammt jedoch aus der elterlichen interstellaren Molekülwolke, die reich an organischen Stoffen war. Während es in interstellaren Wolken keine direkten Hinweise auf Aminosäuren gibt, gibt es Hinweise auf Amine. Die Molekülwolke könnte die Aminosäuren geliefert haben in Asteroiden, die sie an Meteoriten weitergaben.“
Um zu bestimmen, inwieweit Aminosäuren unter Asteroidenbedingungen entstanden und inwieweit sie von der interstellaren Molekülwolke geerbt wurden, simulierte Qasim die Bildung von Aminen und Aminosäuren, wie sie in der interstellaren Molekülwolke ablaufen würde.
„Ich habe Eis erzeugt, das in der Wolke sehr häufig vorkommt, und es bestrahlt, um den Einfluss kosmischer Strahlung zu simulieren“, erklärte Qasim, der das Experiment durchführte, während er zwischen 2020 und 2022 am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, arbeitete. „Das bewirkte, dass sich die Moleküle auflösten und zu größeren Molekülen rekombinierten, wodurch letztendlich ein organischer Rückstand entstand.
Qasim verarbeitete den Rückstand dann erneut, indem er durch Wasserveränderung asteroide Bedingungen nachstellte, und untersuchte die Substanz auf der Suche nach Aminen und Aminosäuren.
„Egal welche Art von Asteroidenverarbeitung wir durchgeführt haben, die Vielfalt der Amine und Aminosäuren aus den interstellaren Eisexperimenten blieb konstant“, sagte sie. „Das sagt uns, dass interstellare Wolkenbedingungen ziemlich widerstandsfähig gegenüber Asteroidenprozessen sind. Diese Bedingungen könnten die Verteilung von Aminosäuren beeinflusst haben, die wir in Meteoriten finden.“
Allerdings verdoppelte sich die individuelle Häufigkeit von Aminosäuren, was darauf hindeutet, dass die Asteroidenverarbeitung die Menge der vorhandenen Aminosäuren beeinflusst.
„Im Wesentlichen müssen wir sowohl die interstellaren Wolkenbedingungen als auch die Verarbeitung durch den Asteroiden berücksichtigen, um die Verteilung am besten zu interpretieren“, sagte sie.
Qasim freut sich auf Studien von Asteroidenproben von Missionen wie OSIRIS-REx, das derzeit auf dem Weg zurück zur Erde ist, um hier im September Proben vom Asteroiden Bennu zu liefern, und Hayabusa2, das kürzlich vom Asteroiden Ryugu zurückgekehrt ist, um ein besseres Verständnis zu erlangen die Rolle, die die interstellare Wolke bei der Verteilung der Bausteine des Lebens spielte.
„Wenn Wissenschaftler diese Proben untersuchen, versuchen sie normalerweise zu verstehen, was die Asteroidenprozesse beeinflussen, aber es ist klar, dass wir uns jetzt damit befassen müssen, wie die interstellare Wolke auch die Verteilung der Bausteine des Lebens beeinflusst“, sagte Qasim.
Die Arbeit wird in der Zeitschrift veröffentlicht ACS Erd- und Weltraumchemie.
Mehr Informationen:
Danna Qasim et al, Meteorite Parent Body Aqueous Alteration Simulations of Interstellar Residue Analogs, ACS Erd- und Weltraumchemie (2023). DOI: 10.1021/acsearthspacechem.2c00274