Erster echter Zucker im interstellaren Raum entdeckt, 27,000 Lichtjahre von der Erde entfernt

Erster echter Zucker im interstellaren Raum entdeckt

Astronomen haben das Zuckermolekül Erythrulose in einer kalten Gaswolke namens G+0.693-0.027 entdeckt, die sich etwa 27.000 Lichtjahre von der Erde entfernt in der Nähe des Zentrums der Milchstraße befindet. Die Entdeckung, die am 14. Juli in Nature Astronomy veröffentlicht wurde, ist der erste direkte Nachweis eines echten Zuckers im interstellaren Medium, der dünnen Gas- und Staubschicht zwischen den Sternen. Erythrulose ist ein Monosaccharid, das aus vier Kohlenstoff-, acht Wasserstoff- und vier Sauerstoffatomen besteht. Auf der Erde verleiht es Himbeeren ihre Süße, gehört zur gleichen chemischen Familie wie Ribose und Glucose und wird in Selbstbräunungsprodukten verwendet, da es mit Hautproteinen reagiert und eine vorübergehende braune Farbe erzeugt.

Wie der Nachweis gelang

Das Signal wurde von zwei Radioteleskopen in Spanien eingefangen: der 40-Meter-Antenne in Yebes und der 30-Meter-IRAM-Antenne auf dem Pico Veleta. Durch den Abgleich von 12 Sätzen von Radioemissionen mit Laborspektren, die an der Universität des Baskenlandes gemessen wurden, bestätigte ein internationales Team unter der Leitung von Izaskun Jiménez-Serra vom Centro de Astrobiología (CAB) die Identität von Erythrulose. Die Wolke G+0.693 befindet sich nur etwa 450 Lichtjahre vom galaktischen Zentrum entfernt, eine Region, die die beiden Voyager-Sonden der NASA auf ihrer Reise nach außen durchquert haben.

Bausteine des Lebens

Erythrulose selbst ist nicht lebensnotwendig im herkömmlichen Sinne, kann aber leicht zu Threose reagieren. Threose ist das Zucker-Rückgrat der Threose-Nukleinsäure (TNA), eines einfacheren genetischen Polymers, von dem einige Forscher glauben, dass es in der frühen Biochemie der RNA vorausgegangen sein könnte. Der neu entdeckte Zucker ist chiral, existiert in zwei spiegelbildlichen Formen, eine Eigenschaft, die die Wechselwirkung biologischer Moleküle beeinflussen kann. Frühere Entdeckungen hatten bereits gezeigt, dass komplexe organische Moleküle im Weltraum entstehen können: Vor etwa 25 Jahren wurde ein Cousin des Haushaltszuckers in der Nähe des galaktischen Zentrums gesichtet; Ribose, ein Schlüsselbestandteil der RNA, wurde 2019 aus zwei Meteoriten extrahiert; Glucose fand sich in schwarzen Körnern, die von der NASA-Mission OSIRIS-REx vom Asteroiden Bennu zurückgebracht wurden; und 2023 wurde die Aminosäure Tryptophan in einer sternbildenden Wolke nachgewiesen.

Eine unerwartete Häufigkeit

Laut Standardmodellen der Astrochemie sollten größere Moleküle seltener sein als kleinere. Doch das Team fand heraus, dass Erythrulose mindestens achtmal und möglicherweise bis zu 17-mal häufiger vorkam als vergleichbare Zucker mit nur drei Kohlenstoffatomen, die in derselben Wolke oder in zuvor untersuchten Regionen überhaupt nicht nachgewiesen wurden. Laborexperimente mit Chemikern der Universität Extremadura und der Radboud-Universität in den Niederlanden legen eine Erklärung nahe: Erythrulose kann auf den eisigen Oberflächen interstellaren Staubs aus einfachen C2-Alkoholen und Aldehyden entstehen, wobei die Notwendigkeit einer schrittweisen Addition von Kohlenstoffatomen umgangen wird. Mit 14 Atomen ist Erythrulose das größte nicht-zyklische Molekül, das jemals im interstellaren Medium identifiziert wurde, und das erste dort, das vier Sauerstoffatome enthält.

Was Experten sagen

Die Astrophysikerin Erika Hamden von der University of Arizona, die nicht an der Studie beteiligt war, bezeichnete den Fund als ein makelloses Beispiel für organische Materie, die in der Galaxie treibt.

Es ist ein makelloses Beispiel für das Zeug, das einfach in der Galaxie herumschwebt.

Studienkoautor Carlos Briones sagte, das Ergebnis eröffne einen Weg, noch größere Zucker aufzuspüren.

Der Nachweis von Erythrulose in einer Molekülwolke ist eine aufregende Entdeckung, da sie die Möglichkeit eröffnet, größere Zucker (wie Ribose, ein Bestandteil der RNA) und andere Moleküle, die für den Ursprung des Lebens relevant sind, im interstellaren Medium zu identifizieren.

Der Astronom Michiel Hogerheijde von der Universität Leiden merkte an, dass sich Astronomen weitgehend einig sind, dass alle Zutaten des Lebens an vielen Orten im Universum vorhanden sind, aber der Zeitpunkt und der Mechanismus ihres Zusammenbaus offene Fragen bleiben.

Es ist plausibel, dass Einschläge von Planetoiden oder Meteoriten auf der jungen Erde, mit ihrer Versorgung mit Zuckern, dem Ursprung des Lebens einen Schubs in die richtige Richtung gegeben haben könnten.

Eine Zeitleiste interstellarer Zucker

Die Reise von einfachen Molekülen zu den Bausteinen der Genetik wurde Schritt für Schritt nachgezeichnet.