Bausteine des Lebens auf Kometen

Seit langem wird die Möglichkeit diskutiert, dass Wasser und organische Moleküle durch Kometen auf die frühe Erde gekommen sind. Mittlerweile ist dank dem Berner Massen­spektrometer ROSINA bekannt, dass Kometen beim Entstehen des irdischen Wassers eine weniger große Rolle spielten als angenommen. Ob sie hingegen organische Moleküle auf die Erde brachten und damit zur Entstehung des Lebens beitrugen, ließ sich bisher nicht klären.

Unter den über 140 verschiedenen Molekülen, die im inter­stellaren Medium bereits identifiziert werden konnten, befanden sich keine Amino­säuren. Einzig in Staub­proben des Kometen Wild-2, welche die Stardust-Mission der NASA zurückbrachte, fanden sich Spuren von Glyzin, der einfachsten aller Amino­säuren. Wegen verunreinigter Proben konnten Forscher allerdings nicht ausschließen, dass es sich um irdische Amino­säure handelte.

Nun konnte das Massenspektro­meter ROSINA erstmals Glyzin direkt in der Gas- und Staubwolke des Kometen Churyumov-Gerasimenko nachweisen. Entdeckt wurde das Glyzin bereits im Oktober 2014, und am häufigsten gemessen wurde es kurz vor dem Perihelion, dem sonnen­nächsten Punkt der Umlauf­bahn des Kometen – zu der Zeit, als seine Ausgasung am stärksten war. „Dies ist der erste direkte Nachweis von Amino­säuren in der dünnen Atmosphäre eines Kometen”, sagt Kathrin Altwegg vom Center for Space and Habitability der Universität Bern, Projekt­leiterin des Massen­spektro­meters ROSINA.

Glyzin ist schwierig zu entdecken, da es nicht flüchtig ist. Es verdampft erst bei 150 Grad Celsius, was bedeutet, dass nur wenig davon als Gas direkt von der eisig kalten Kometen­oberfläche verdampfen kann. Die gemessenen Spuren von Glyzin korrelieren stark mit Staub­spuren, woraus die Forscher schließen, dass es haupt­sächlich in der Gas- und Staub­wolke um den Kometen herum frei­gesetzt wird: „Es scheint, als ob das Glyzin vom Eis­mantel von Staub­körnern verdampft, die im Sonnen­licht relativ heiß werden können”, sagt Altwegg. Zusammen mit Glyzin wurden auch die organischen Moleküle Methyl­amin und Ethyl­amin gefunden. Dies sind Vorläufer-Substanzen, die es braucht, um die Amino­säure im Eis zu bilden. Glyzin ist die einzige Amino­säure, die sich ohne flüssiges Wasser bilden kann. „Das gleichzeitige Vorhanden­sein von Methyl­amin und Ethyl­amin sowie die Korrelation zwischen Glyzin und Staub stützen die Vermutung, dass das Glyzin im Eismantel um Staub­körner konserviert war”, sagt Altwegg.

ROSINA hat neben Amino­säure auch Phosphor entdeckt – zum ersten Mal in einem Kometen. Dieses Element ist das Rückgrat der Nukleinsäuren DNA und RNA und ein Schlüssel­element in allen lebenden Organismen.

„Die Entdeckung von Aminosäure und Phosphor, sowie weitere organische Moleküle, die bereits vorher von ROSINA gemessen wurden, bestätigen die These, dass Kometen am Ursprung des irdischen Lebens beteiligt waren”, sagt Matt Taylor, Rosetta-Projekt­wissenschaftler der Europäischen Weltraum­agentur ESA. „Wir freuen uns über diese Resultate”, sagt Taylor: „Der Nachweis, dass Kometen ein Reservoir von ursprünglichem Material im Sonnen­system und ein Transport­mittel von lebens­wichtigen Bestand­teilen auf die Erde sind, ist eines der Hauptziele der Rosetta-Mission.”

U. Bern / DE