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Laut NASA haben Astronomen, die das James Webb-Weltraumteleskop nutzen, häufige chemische Inhaltsstoffe entdeckt, die in Essig, Ameisenstichen und sogar Margaritas um zwei junge Sterne herum vorkommen.
Zu den komplexen organischen Molekülen, die sie mit dem Mittelinfrarotinstrument des Weltraumobservatoriums beobachteten, gehörten Essigsäure, ein Bestandteil von Essig, und Ethanol, auch Alkohol genannt.
Das Team entdeckte außerdem einfache Ameisensäuremoleküle, die das mit Ameisenstichen verbundene Brennen verursachen, sowie Schwefeldioxid, Methan und Formaldehyd. Wissenschaftler gehen davon aus, dass Schwefelverbindungen wie Schwefeldioxid in der frühen Erde möglicherweise eine Schlüsselrolle gespielt haben und den Weg für die Entstehung von Leben ebneten.
Die neu entdeckten Moleküle wurden als eisige Verbindungen rund um IRAS 2A und IRAS 23385 entdeckt, bei denen es sich um zwei Protosterne handelt, also Sterne, die so jung sind, dass sie noch keine Planeten gebildet haben. Sterne entstehen aus wirbelnden Gas- und Staubwolken, und aus dem bei der Sternentstehung übrig gebliebenen Material entstehen Planeten.
Früheren Untersuchungen zufolge befindet sich der Protostern IRAS 23385 schätzungsweise 15.981 Lichtjahre von der Erde entfernt in der Milchstraße.
Die neue Beobachtung ist für Astronomen interessant, da die um die Sterne entdeckten Moleküle entscheidende Bestandteile für potenziell bewohnbare Welten sein könnten und diese Bestandteile in die Planeten eingebaut werden könnten, die sich wahrscheinlich irgendwann um die Sterne bilden werden.
Der Weltraum ist voller Schwermetalle und chemischer Elemente und Verbindungen, die im Laufe der Zeit durch explodierende Sterne entstanden und freigesetzt wurden. Die chemischen Elemente werden wiederum in die Wolken eingebaut, die die nächste Generation von Sternen und Planeten bilden.
Auf der Erde ermöglichte die richtige Kombination von Elementen die Entstehung von Leben, und wie der berühmte Astronom Carl Sagan einst sagte: „Wir bestehen aus Sternen.“ Doch schon lange fragen sich Astronomen, wie häufig die lebensnotwendigen Elemente im Kosmos vorkommen.
Die Suche nach komplexen Molekülen im Weltraum
Zuvor hatten Wissenschaftler mithilfe von Webb Eisarten aus verschiedenen Elementen in einer kalten, dunklen Molekülwolke entdeckt, einem interstellaren Cluster aus Gas und Staub, in dem sich Wasserstoff- und Kohlenmonoxidmoleküle bilden können. Dichte Cluster innerhalb dieser Wolken können kollabieren und Protosterne bilden.
Der Nachweis komplexer organischer Moleküle im Weltraum hilft Astronomen, den Ursprung dieser und anderer größerer kosmischer Moleküle zu bestimmen.
Wissenschaftler glauben, dass komplexe organische Moleküle durch die Sublimation von Eis im Weltraum entstehen, also durch den Prozess, bei dem sich ein Festkörper in ein Gas verwandelt, ohne zunächst flüssig zu werden, und der neue Webb-Nachweis liefert Beweise für diese Theorie.
„Diese Entdeckung trägt zu einer der seit langem bestehenden Fragen in der Astrochemie bei“, sagte Will Rocha, Teamleiter des James Webb Observations of Young ProtoStars-Programms und Postdoktorand an der Universität Leiden in den Niederlanden, in einer Mitteilung. „Was ist der Ursprung komplexer organischer Moleküle oder COMs im Weltraum? Werden sie in der Gasphase oder in Eis hergestellt? Der Nachweis von COM in Eis legt nahe, dass chemische Festphasenreaktionen auf den Oberflächen kalter Staubkörner komplexe Arten von Molekülen erzeugen können.
Eine Studie, die die neuen Protosternentdeckungen detailliert beschreibt, wurde zur Veröffentlichung in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics angenommen.
Ein Überblick über frühe Sonnensysteme
Das Verständnis der Form, die komplexe organische Moleküle annehmen, kann Astronomen helfen, besser zu verstehen, wie Moleküle in Planeten eingebaut werden. In kaltem Eis eingeschlossene komplexe organische Moleküle könnten schließlich Teil von Kometen oder Asteroiden sein, die mit Planeten kollidieren und im Wesentlichen Inhaltsstoffe liefern, die das Leben unterstützen könnten.
Chemikalien, die in der Nähe von Protosternen gefunden wurden, könnten die frühe Geschichte unseres Sonnensystems widerspiegeln und es Astronomen ermöglichen, zurückzublicken auf das, was vorhanden war, als die Sonne und die Planeten, die sie umkreisen, einschließlich der Erde, entstanden.
„Alle diese Moleküle könnten Teil von Kometen und Asteroiden und möglicherweise neuen Planetensystemen sein, da eisiges Material in das Innere der planetenbildenden Scheibe transportiert wird, während sich das protostellare System entwickelt“, sagte der Co-Autor der Studie Ewine van Dishoeck. Professor für molekulare Astrophysik in Leiden. Universität, in einer Pressemitteilung. „Wir freuen uns darauf, diese astrochemische Spur in den kommenden Jahren Schritt für Schritt mit weiteren Webb-Daten zu verfolgen.“
Das Team widmete seine Forschungsergebnisse dem Co-Autor der Studie, Harold Linnartz, der im Dezember plötzlich verstarb, kurz nachdem die Zeitschrift zur Veröffentlichung angenommen wurde.
Linnartz, der das Leidener Astrophysiklabor leitete und die in der Studie verwendeten Messungen koordinierte, war laut einer Erklärung der Universität Leiden „weltweit führend bei Laborstudien gasförmiger und eisiger Moleküle im interstellaren Raum“.
Er wäre von den Daten, die Webb erfassen konnte, begeistert gewesen und davon, was diese Ergebnisse für die astrochemische Forschung bedeuten könnten.
„Harold war besonders froh, dass die Laborarbeit bei COM-Missionen eine wichtige Rolle spielen konnte, da es lange gedauert hat, bis sie dort ankam“, sagte van Dishoeck.
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