Dass komplexe organische Moleküle aus mindestens fünf Atomen nicht nur auf Planeten entstehen, sondern auch im Weltall, ist nicht neu: Astronomen haben bereits verschiedene solcher Moleküle in interstellaren Gas- und Staubwolken nachgewiesen, darunter Essigsäure, Formaldehyd, die kugelförmigen Fullerene oder den Aminosäure-Vorläufer Aminoacetonitril. In den kühlen Molekülwolken, in denen neue Sterne entstehen, wurden sogar schon polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) entdeckt. Schon die Geburtsstätten neuer Sterne sind demnach mit verschiedensten Vorstufen potenzieller Lebensbausteine angereichert. Noch komplexere organische Moleküle, die für biologische Prozesse essenziell sind – darunter Aminosäuren, Zucker und Nukleobasen, die DNA und RNA bilden – wurden bereits in Asteroiden, Meteoriten und Kometen unseres Sonnensystems nachgewiesen. Astronomen gehen davon aus, dass sich diese chemischen Verbindungen bevorzugt auf eisbedeckten Staubpartikeln bilden.
Reset oder Übernahme?
Doch bisher fehlte ein entscheidendes Bindeglied zwischen den organischen Molekülen in den Gas- und Staubwolken von Sternenwiegen und den noch komplexeren Lebensbausteinen in Objekten der schon bestehenden Planetensysteme: Es war unklar, ob und wie organische Moleküle die Extrembedingungen bei der Sternentstehung überstehen können. „Die Druckwellen und Hitze während des protostellaren Kollapses und der Einstrom des Gases von der protostellaren Hülle in die protoplanetare Scheibe könnten viele komplexe organische Moleküle zerstören“, erklären Abubakar Fadul vom Max-Planck-Institut für Astronomie on Heidelberg und seine Kollegen. „Wie viel dieser Komplexität bis zur Planetenbildungsphase überdauert und daher schon präsent ist, wenn sich die Planeten bilden, ist weitgehend unbekannt.“ Astronomen gingen meist davon aus, dass die zuvor in der interstellaren Gaswolke präsenten chemischen Verbindungen zerstört werden. Gemäß dieses sogenannten „Reset“-Szenarios müssten die meisten organischen Moleküle erst in den protoplanetaren Scheiben neu entstehen – während der Bildung von Kometen, Asteroiden und Planeten.
Tatsächlich schienen astronomische Beobachtungen dies bisher zu bestätigen, denn in jungen protoplanetaren Scheiben wurden nur sehr wenige, eher einfache organische Moleküle nachgewiesen. Allerdings könnte dies auch daran liegen, dass diese Moleküle unter den Bedingungen der protoplanetaren Scheiben besonders schwer aufzuspüren sind. „Diese Scheiben sind kalt und viele komplexe organische Moleküle sind gefroren und in den Eisschichten auf Staubkörnchen eingeschlossen“, erklären Fadul und seine Kollegen. Für Teleskope und ihre Spektrometer werden diese Moleküle aber nur dann nachweisbar, wenn sie heiß genug werden, um Spektralsignaturen zu emittieren. An diesem Punkt kommt nun der junge Protostern V883 Orionis ins Spiel. Dieser rund 1305 Lichtjahre entfernte Jungstern ist in einer Entwicklungsphase, in der er große Mengen Gas aus der ihn umgebenden Scheibe an sich zieht. Dabei heizt sich das einströmende Material stark auf und löst immer wieder heftige Strahlungsausbrüche aus. „Diese Energie reicht aus, um selbst weit entfernte, eisige Regionen der Scheibe zu erwärmen und die dort verborgenen Moleküle freizusetzen“, erklärt Fadul.
