Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Komplexe Organische Moleküle in jungem Sternsystem entdeckt

09.04.2015

Pressemitteilung der Europäischen Südsternwarte (Garching) - In einer protoplanetaren Scheibe, die einen jungen Stern umgibt, haben Astronomen zum ersten Mal die Existenz komplexer organischer Moleküle nachgewiesen: die Bausteine des Lebens. Diese Entdeckung ist eine erneute Bestätigung dafür, dass die Bedingungen, unter denen die Sonne und mit ihr die Erde entstanden sind, im Universum nicht einmalig sind. Gelungen ist dieser Nachweis mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Die Ergebnisse werden am 9. April 2015 in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.

Die neuen Beobachtungen mit ALMA lassen erkennen, dass die protoplanetare Scheibe, die den jungen Stern MWC 480 [1] umgibt, große Mengen Methylcyanid (CH3CN) enthält, ein komplexes kohlenstoffbasiertes Molekül. Um MWC 480 ist genug Metylcyanid vorhanden, um alle Ozeane auf der Erde damit zu füllen.


Künstlerische Darstellung der protoplanetaren Scheibe um den jungen Stern MWC 480

Illustration: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

Sowohl dieses Molekül als auch sein einfacherer Verwandter Cyanwasserstoff (HCN) wurden in den kalten Außenbereichen der neugeformten Scheibe des Sterns gefunden, in einer Region, von der Astronomen glauben, dass sie dem Kuipergürtel ähnelt – dem Bereich in unserem eigenen Sonnensystem jenseits von Neptun, der voller Planetesimale und Kometen ist.

Kometen stellen eine Art Aufzeichung der Phase der Planetenentstehung dar, da sie die frühe Chemie des Sonnensystems wiedergeben. Man geht davon aus, dass die Kometen und Asteroiden aus den Außenbereichen des Sonnensystems Wasser und organische Moleküle auf die Erde brachten und damit die Voraussetzung für die Entwicklung von primitivem Leben schafften.

„Untersuchungen von Kometen und Asteroiden zeigen, dass der solare Urnebel, der die Sonne und Planeten hervorbrachte, reich an Wasser und komplexen organischen Verbindungen war“, erklärt Karin Öberg, Astronomin vom Harvard-Smithsonian Center für Astrophysik in Cambridge (Massachusetts) in den USA und Erstautorin der neuen Veröffentlichung.

„Wir haben jetzt sogar genauere Beweise dafür, dass diese selben chemischen Eigenschaften auch anderorts im Universum, in Regionen enthält, in denen Sternsysteme entstehen könnten und die unserem Sonnensystem nicht unähnlich wären. Das ist besonders verblüffend, da die Moleküle, die in MWC 480 gefunden wurden, in ähnlicher Konzentration auch in den Kometen in unserem Sonnensystem zu finden sind", merkt Öberg an.

Der Stern MWC 480, der eine Masse hat, die etwa zweimal so groß ist wie die der Sonne, befindet sich 455 Lichtjahre entfernt im Taurus-Sternentstehungsgebiet. Seine umgebende Scheibe ist in den sehr frühen Phasen der Entwicklung – sie ist erst vor kurzem aus einem kalten, dunklen Nebel aus Staub und Gas hervorgegangen. Beobachtungen mit ALMA und anderen Teleskopen müssen noch irgendein offensichtliches Zeichen der Planetenentstehung in ihr nachweisen, obwohl hochauflösendere Beobachtungen Strukturen zum Vorschein bringen könnten, die denen von HL Tauri ähnlich sind, der etwa gleich alt ist.

Astronomen wissen bereits seit geraumer Zeit, dass kalte, dunkle interstellaren Wolken sehr effiziente Fabriken für die Bildung von komplexen organischen Moleküle darstellen – einschließlich einer Gruppe von Molekülen, die man Cyanide nennt. Cyanide, und ganz besonders Methylcyanid, sind wichtig, da sie Kohlenstoff-Stickstoff-Verbindungen enthalten, die für die Bildung von Aminosäuren unerlässlich sind und als Grundlage für Proteine und die Bausteine des Lebens dienen.

Bis heute ist jedoch noch unklar, ob sich diese komplexen organischen Moleküle tatsächlich in der energiereichen Umgebung eines jeden neu gebildeten Sternsystems bilden können, da Stöße und Strahlung chemische Verbindungen leicht aufbrechen können.

Dank ALMAs außerordentlicher Empfindlichkeit [2], können Astronomen anhand der neuen Beobachtungen sehen, dass diese Moleküle nicht nur überleben, sondern weiter zunehmen.

Die Moleküle, die ALMA nachwies, sind bedeutend reichlicher vorhanden, als wenn man sie in interstellaren Wolken gefunden hätte. Das zeigt Astronomen, dass protoplanetare Scheiben sehr effizient komplexe organische Moleküle bilden und dass sie in der Lage sind, dies innerhalb einer relativ kurzen Zeitspanne zu tun [3].

Die Astronomen nehmen daher an, dass organische Moleküle, die in Kometen und anderen Eiskörpern sicher eingeschlossen werden, auch in andere, lebensfreundlichere Umgebungen transportiert werden können, während sich das System weiterentwickelt.

“Aus den Beobachtungen von Exoplaneten wissen wir, dass das Sonnensystem in ihrer Anzahl an Planeten und Reichhaltigkeit an Wasser nicht einzigartig ist“, schließt Öberg ab. „Jetzt wissen wir, dass wir mit unseren organischen Eigenschaften nicht einzigartig sind. Ein weiteres Mal haben wir gelernt, dass wir nicht besonders sind. Aus Sicht des Lebens im Universum sind das tolle Neuigkeiten.“

Endnoten

[1] Dieser Stern ist gerade einmal eine Million Jahre alt. Zum Vergleich: Die Sonne ist mehr als vier Milliarden Jahre alt. Der Name MWC 480 bezieht sich auf den Mount-Wilson-Katalog von B- und A-Sternen, die helle Wasserstofflinien in ihren Spektren haben.

[2] ALMA ist in der Lage lichtschwache Strahlung mit Wellenlängen im Millimeterbereich zu erfassen, die normalerweise von Molekülen im Weltraum emittiert wird. Für diese jüngsten Beobachtungen nutzten die Astronomen nur einen Teil von ALMAs 66 Antennenschüsseln, als sich das Observatorium in einer Konfiguration mit niedrigerer Auflösung befand. Weitere Beobachtungen von dieser und anderen protoplanetaren Scheiben mit ALMAs voller Leistungsfähigkeit werden zusätzliche Details über die chemische und strukturelle Evolution von Sternen und Planeten zutage bringen.

[3] Diese schnelle Bildung ist vonnöten, um den Kräften zuvorzukommen, die ansonsten die Moleküle auseinanderbrechen lassen würden. Diese Moleküle wurden außerdem in einem relativ ruhigen Teil der Scheibe nachgewiesen, schätzungsweise etwa 4,5 bis 15 Milliarden Kilometern vom Zentralgestirn entfernt. Obwohl das verglichen mit unserem Sonnensystem sehr weit von Stern entfernt wäre, würde dieser Bereich im Maßstab von MWC 480 genau in der Zone liegen, in der sich Kometen bilden.

Zusatzinformationen

Die hier vorgestellten Ergebnisse von K.I. Öberg et al. erscheinen am 9. April 2015 unter dem Titel „The Cometary Composition of a Protoplanetary Disk as Revealed by Complex Cyanides ” in der Zeitschrift Nature.

Die beteiligten Wissenschaftler sind Karin I. Öberg (Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), Viviana V. Guzmán (Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics), Kenji Furuya (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, Niederlande), Chunhua Qi (Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics), Yuri Aikawa (Kobe University, Kobe, Japan), Sean M. Andrews (Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics), Ryan Loomis (Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics) und David J. Wilner (Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics).

Das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ist eine internationale astronomische Einrichtung, die gemeinsam von der ESO, der US-amerikanischen National Science Foundation (NSF) der USA und den japanischen National Institutes of Natural Sciences (NINS) in Kooperation mit der Republik Chile betrieben wird. Getragen wird ALMA von der ESO im Namen ihrer Mitgliedsländer, von der NSF in Zusammenarbeit mit dem kanadischen National Research Council (NRC), dem taiwanesischen National Science Council (NSC) und NINS in Kooperation mit der Academia Sinica (AS) in Taiwan sowie dem Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

Bei Entwicklung, Aufbau und Betrieb agiert die ESO für ihre Mitgliedsländer, das National Radio Astronomy Observatory (NRAO), das seinerseits von Associated Universities, Inc. (AUI) betrieben wird, für den nordamerikanischen Beitrag und das National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) für den ostasiatischen Beitrag. Dem Joint ALMA Observatory (JAO) obliegt die übergreifende Projektleitung für den Aufbau, die Inbetriebnahme und den Beobachtungsbetrieb von ALMA.

Die Europäische Südsternwarte (engl. European Southern Observatory, kurz ESO) ist die führende europäische Organisation für astronomische Forschung und das wissenschaftlich produktivste Observatorium der Welt. Getragen wird die Organisation durch 16 Länder: Belgien, Brasilien, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Italien, die Niederlande, Österreich, Polen, Portugal, Spanien, Schweden, die Schweiz und die Tschechische Republik. Die ESO ermöglicht astronomische Spitzenforschung, indem sie leistungsfähige bodengebundene Teleskope entwirft, konstruiert und betreibt. Auch bei der Förderung internationaler Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Astronomie spielt die Organisation eine maßgebliche Rolle. Die ESO verfügt über drei weltweit einzigartige Beobachtungsstandorte in Chile: La Silla, Paranal und Chajnantor. Auf dem Paranal betreibt die ESO mit dem Very Large Telescope (VLT) das weltweit leistungsfähigste Observatorium für Beobachtungen im Bereich des sichtbaren Lichts und zwei Teleskope für Himmelsdurchmusterungen: VISTA, das größte Durchmusterungsteleskop der Welt, arbeitet im Infraroten, während das VLT Survey Telescope (VST) für Himmelsdurchmusterungen ausschließlich im sichtbaren Licht konzipiert ist. Die ESO ist einer der Hauptpartner bei ALMA, dem größten astronomischen Projekt überhaupt. Auf dem Cerro Armazones unweit des Paranal errichtet die ESO zur Zeit das European Extremely Large Telescope (E-ELT) mit 39 Metern Durchmesser, das einmal das größte optische Teleskop der Welt werden wird.

Die Übersetzungen von englischsprachigen ESO-Pressemitteilungen sind ein Service des ESO Science Outreach Network (ESON), eines internationalen Netzwerks für astronomische Öffentlichkeitsarbeit, in dem Wissenschaftler und Wissenschaftskommunikatoren aus allen ESO-Mitgliedsländern (und einigen weiteren Staaten) vertreten sind. Deutscher Knoten des Netzwerks ist das Haus der Astronomie in Heidelberg.

Kontaktinformationen

Carolin Liefke
ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie
Heidelberg, Deutschland
Tel: 06221 528 226
E-Mail: eson-germany@eso.org

Karin Öberg
Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics
Cambridge MA, USA
Mobil: +1 617 496 9062
E-Mail: koberg@cfa.harvard.edu

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
E-Mail: rhook@eso.org

Weitere Informationen:

http://www.eso.org/public/germany/news/eso1513/?nolang - Webversion der Pressemitteilung mit weiteren Bildern und Videos (auch in höher aufgelösten Versionen). Zugang vor Ablauf der Sperrfrist bitte bei lars@eso.org erfragen
http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1513/eso1513a.pdf - Fachartikel in Nature
http://www.eso.org/public/germany/images/archive/search/?adv=&subject_name=A... - Fotos von ALMA

Dr. Carolin Liefke | Max-Planck-Institut für Astronomie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Quantenmechanik ist komplex genug – vorerst …
21.04.2017 | Universität Wien

nachricht Tief im Inneren von M87
20.04.2017 | Max-Planck-Institut für Radioastronomie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten