Gibt es Bier im Raum: Wie wird die Raumleere gefüllt?

„Der Weltraum ist ein kalter und karger Ort. Dort kann nichts existieren, nichts! “ Ludwig Vaughn Drake, ein wenig bekannter Onkel von Donald Duck und Professor für Astronomie, sitzt auf einem Hochstuhl in seinem Observatorium. Als er bemerkt, dass er gefilmt wird, fällt er und landet mit einem lauten Knall auf dem Boden. "Ich sehe jetzt Sterne, die ich noch nie gesehen habe!" Er stöhnt. Er geht zu einem Tisch mit einem riesigen Berg von Büchern. Der dickste von ihnen ist ein von ihm selbst geschriebener Leitfaden für das Reisen im Weltraum. In einem 45-minütigen Monolog erzählt er uns mit starkem deutschen Akzent, wie die Menschheit Planeten in unserem Sonnensystem entdeckte und über alles phantasierte, was über sie kriechen könnte. Manchmal nimmt er ein Buch vom Haufen, liest einen Auszug daraus und wirft es dann lässig in die Ecke des Raumes. Er spricht über Copernicus und Galileo, über Keplers Träume von Marsmenschen, Fontenels Diskurs über das Leben auf anderen Planeten und sogar über den Schwindel von Johannes dem Großen Mond . Science Fiction wird in einem farbenfrohen Cartoon zum Leben erweckt: Haarige Aliens aus dem Weltraum und fliegende Untertassen fliegen über den Bildschirm. Infolgedessen sagt der Professor die letzten Worte. Er hält all diese Fantasien für Unsinn. In diesem leeren und kargen Raum kann nichts leben! Aber während dieser Rede wird Won Drake von einem schwarzen Marsroboter aus einer seiner Geschichten entführt.

Dieser Cartoon, Inside the Outer Space, ist Teil der Walt Disney Wonderful World of Colour-Anthologie, einer Fernsehserie aus den 1960er Jahren. Ein zerstreuter Entenprofessor leitet viele Episoden mit seinen eigenen Themen: Fluggeschichte, Lichtspektrum, Weltraum - all das, was amerikanische Kinder im Weltraumzeitalter beunruhigte.



Lou Allamandola war ein Teenager in den 60er Jahren, zur Zeit der Besessenheit von der Wissenschaft. Er wuchs in einer katholischen Familie in New Jersey auf. Sein Großvater und seine Großmutter waren italienische Einwanderer, und er lernte erst Englisch, als er zur Schule ging. Er erinnert sich noch gut an die Disney-Cartoons mit Ludwig Von Drake, die am Sonntagabend gezeigt wurden. "Von Drake nannte interstellare Materie - den leeren Raum zwischen Sternen und Planeten - einen kargen Ort, an dem nichts existieren kann", erzählt er mir. "Das ist alles, was wir in den 60ern wussten." Jetzt wissen wir viel mehr. Der interstellare Raum ist voller Moleküle, die auf der Erde zu finden sind. “

Ich spreche am Mittwochmorgen mit Alamandola während seines Besuchs im Leidener Observatorium. Dies ist ein großer Mann mit lockigem Haar, das an den Schläfen grau ist. Während unseres Gesprächs öffnet sich regelmäßig die Tür zu seinem Büro - dies sind Kollegen, die dringend seine Meinung zu den neuesten Forschungsergebnissen oder eine Änderung des Artikels benötigen, den sie gemeinsam schreiben. Er bittet alle, am Nachmittag zu ihm zurückzukehren. "Hier, weit weg von meinem eigenen Büro und Telefon, fällt es mir leichter, Leute abzulehnen", sagt er. Sein Büro befindet sich im Ames Research Center , einer Abteilung der NASA in Kalifornien. Alamandola war seit 1983 Leiter des Labors für Astrochemie, in dem das Verhalten von Molekülen unter Bedingungen untersucht wurde, die mit denen im offenen Raum vergleichbar sind. Astrochemie, Weltraumchemie, die Disziplin ist relativ neu und Alamandola ist ein Pionier auf diesem Gebiet.

Am 20. Juli 1969, auf dem Höhepunkt des Weltraumzeitalters, hielten sich Hunderte Millionen Menschen an Fernseher und Radios und sahen zu, wie die Apollo 11-Mission auf dem Mond landete. Sie hörten Neil Armstrong vor dem Hintergrund des Funkgeräuschs sagen: "Dies ist ein kleiner Schritt für den Menschen und ein großer Sprung für die Menschheit."

Es ist bemerkenswert, wie wenig wir damals über die chemische Zusammensetzung des von Astronauten durchschnittenen interstellaren Raums wussten. Und tatsächlich ist der Weltraum im Vergleich zur Erde sehr leer.

Wir wussten jedoch, dass der Raum nicht ganz leer war. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts zeigten Fotografien von Teleskopen, die sterngefüllte Gebiete untersuchten, seltsame dunkle Flecken, an denen es keine Sterne gab. Es stellte sich heraus, dass es sich um riesige Gaswolken und kalten kosmischen Staub handelte, die das Licht der dahinter liegenden Sterne absorbierten. Aber was in diesen dunklen Wolken verborgen war, konnte spektroskopisch gesehen werden.

Jedes Atom kann bei bestimmten Wellen Strahlung absorbieren und emittieren, was zu einem festen Bild der Absorptions- und Emissionslinien im Spektrum führt. Dieser „Abdruck“ kann mit einem Spektrographen gemessen werden. Michael Mayer und Joff Marcy haben die Wellenlängenänderungen dieser Linien im Sternspektrum gemessen, um mithilfe der Doppler-Methode die Geschwindigkeit von Sternen zu bestimmen.

Nicht nur einzelne Atome haben Spektrallinien. Moleküle - Kombinationen von Atomen - emittieren auch Licht bestimmter Wellenlängen. Diese Längen werden durch die Bewegungen der Moleküle bestimmt. Wasserstoff, das einfachste Molekül, besteht aus zwei miteinander verbundenen Wasserstoffatomen. Diese Kombination ist möglich, weil zwei Atome durch zwei ihrer Elektronen geteilt werden. Sie können sich als zwei Kugeln vorstellen, die durch ein elastisches Band (Elektronen) verbunden sind. Da das Band flexibel ist, können sich Atome hier und da bewegen, als würden sie Übungen ausführen. Bewegungen können mit variablen Geschwindigkeiten auftreten. Wenn sie Geschwindigkeit oder Richtung ändern, senden sie ein Lichtteilchen aus. Diese Teilchen, Photonen, haben spezifische Wellenlängen. Dies bedeutet, dass das von der kosmischen Gaswolke emittierte Licht Spektrallinien - den Abdruck - der Moleküle enthält, aus denen das Gas besteht. Im Allgemeinen können wir anhand des von einer Gaswolke ausgehenden Lichts erkennen, welche Moleküle darin enthalten sind.

Moleküle wurden erst Mitte des 20. Jahrhunderts im Weltraum entdeckt. Dies war bisher unmöglich, da ihre Spektrallinien eine sehr lange Wellenlänge haben und nur mit Radio- oder Infrarot-Teleskopen erfasst werden können. Im Jahr 1800 entdeckte William Herschel erstmals Infrarotstrahlung aus dem Weltraum, aber es dauerte lange, bis verbesserte Instrumente entwickelt wurden.

Dank der im Zweiten Weltkrieg entwickelten Technologien begann sich die Radioastronomie erst in den 1960er Jahren zu zerstreuen. Frank Drake und Kollegen verwendeten es für die frühen SETI-Experimente, aber Astronomen, die an Sternentstehung interessiert waren, untersuchten auch Radiowellen. Gas- und Staubwolken wurden hauptsächlich bei Gruppen junger Sterne gefunden, was darauf hinweist, dass Sterne in den Wolken geboren wurden. Wenn die Wolke abkühlt, bewegen sich ihre Partikel langsamer, bis sie unter dem Einfluss ihrer eigenen Schwerkraft zusammenbricht. Das Material in der Mitte der Wolke kondensiert zu einem neuen Stern. Die Astronomen hofften, durch Untersuchung der spektralen Funklinien einer Sternwiege mehr über diesen Entstehungsprozess zu erfahren.

Die ersten Moleküle, die durch Funkbeobachtungen in interstellaren Staub- und Gaswolken entdeckt wurden, hatten eine sehr einfache Struktur - nicht mehr als zwei Atome pro Molekül (dann wurden Wasserstoff, CO, Ammoniak NH ₃ und Wasser H ₂ O gefunden). Im März 1969 wurde die Entdeckung des komplexesten der gefundenen Moleküle angekündigt: Formaldehyd , CH ₂ O. Ein Artikel mit der Ankündigung, dessen Hauptautor der Radioastronom Lewis Snyder war, endete folgendermaßen: „Moleküle mit mindestens zwei Atomen können sich im interstellaren Raum bilden mehr als Wasserstoff. "

In dieser Aussage kann man ein gewisses Maß an Überraschung feststellen: Bis dahin wurde angenommen, dass sich nichts im Raum befand. Es war der „unfruchtbare Ort“ von Ludwig Von Drake, dem Gott der vergessenen Leere, an dem kein einziges Molekül überleben konnte. Und jetzt werden Experimente durchgeführt, aus denen hervorgeht, dass der Raum zwischen den Sternen voller komplexer chemischer Materie ist. Snyders Arbeit erschien vier Monate vor der Landung auf dem Mond, was den Kontrast erhöhte. Die Menschheit konnte Astronauten in den Weltraum schicken, hatte aber keine Ahnung von dem darin enthaltenen chemischen Reichtum.

Alamandola lacht und schüttelt den Kopf, als er an die vielen Entdeckungen denkt, auf die die Astronomen dieser Zeit gewartet haben. 1968 erhielt er ein Diplom in Chemie von St. Petra, eine kleine katholische Universität von New Jersey. "Durch ein Wunder", wie er es selbst beschreibt, wurde er ausgewählt, um Kandidatenforschung an der renommierten Berkeley-Institution zu betreiben, die eine der besten chemischen Abteilungen des Landes hatte. Sein Mentor war der Chemiker George Pimentel, „eine wundervolle Person mit zehn Fähigkeiten“, sagt Alamandola. Eines der vielen Interessen des facettenreichen Pimentel, der auch den chemischen Laser erfand, war die Messung des Infrarotspektrums von Gasen im Labor. Er wollte diese Technologie anwenden, um das Problem der Existenz von Leben auf dem Mars zu klären und die Gase zu identifizieren, deren Quellen Lebensformen sind. Die NASA schickte einen eigenen Spektrographen, den er auf dem unbemannten Schiff Mariner gebaut hatte und der am roten Planeten vorbeiflog. Der Spektrograph detektierte kein biologisches Material, lieferte jedoch eine große Menge an Informationen über Temperatur und Bedingungen auf der Oberfläche des Planeten. Die NASA wählte dann Pimentel als erste Gruppe von Wissenschaftlern aus, die als Astronauten ausgebildet wurden. Er verließ dieses Programm jedoch, als klar wurde, dass er wahrscheinlich nicht mehr im Weltraum sein würde.

Lou Alamandola studierte unter Anleitung von Pimentel und lernte die Infrarotspektroskopie im Labor kennen. Nach seinem Abschluss fand er eine Stelle als Forscher in Oregon. Als sein Vertrag 1976 auslief, wurde es für ihn schwierig, einen neuen Job zu finden. "Die Ölkrise hat zugeschlagen und es gab nicht genug Geld für die Forschung", erklärt er. - Anstelle von vier oder fünf Vorschlägen, die mir vor etwa zehn Jahren eingegangen wären, erhielt ich etwa 80 Ablehnungen. Meine Frau und ich hatten gerade ein zweites Kind und wir waren im Dunkeln über unsere Zukunft. Und dann hat mich George Pimentel angerufen. Er hörte von einer Position, die perfekt für mich war. Sein Bekannter, der theoretische Astronom Mayo Greenberg, wollte ein Labor einrichten, das chemische Prozesse in interstellaren Staubwolken simuliert. Es war Musik für meine Ohren. Dann sagte George: „Nur ein Minus. Wie geht es dir mit den Holländern? "

Während der nächsten Telefongespräche mit Greenberg wurde Alamandola zunehmend begeistert von der Arbeit, die er im Greenberg-Labor in Leiden leisten musste. Zuvor waren Astronomen nur durch kosmischen Staub verärgert, da dunkle Staubwolken ihren Blick auf die sternbildenden Regionen verdeckten. Aber Greenberg fand sie äußerst interessant. Er vermutete, dass Partikel aus kosmischem Staub mit einer Schicht Wassereis bedeckt waren, wie Schneebälle, in denen andere Chemikalien gelöst waren - zum Beispiel Sauerstoff und Kohlenstoff. Alamandola erklärt, wie Greenberg zu diesem Schluss kam: „Kosmischer Staub enthält wie Glas Silizium. Wasserdampf, der sich im Weltraum bewegt, kondensiert auf Silizium wie hier auf der Erde. Bei kaltem Wetter beobachten wir Eismuster an Fenstern. Glas kühlt Luft und Wasserdampf gefriert. Das ist keine Magie, aber aus irgendeinem Grund sind Schneebälle noch keinem Astronomen eingefallen. "

Greenberg und Alamandola interessierten sich für gefrorenes Granulat, da in ihnen alle möglichen chemischen Prozesse stattfinden können, die an anderen Orten unmöglich sind. "Stellen Sie sich ein einsames Molekül vor, das in einem Vakuum des Weltraums schwebt", erklärt Alamandola. "Nach einigen hundert Millionen Jahren trifft es auf ein anderes Molekül, reagiert damit und bildet ein neues Molekül." "Dieser Prozess würde schneller verlaufen, wenn die Moleküle dichter in Eis gepackt wären, das sich auf kosmischem Staub ablagert."

Eis - dessen Dichte im Vergleich zum interstellaren Raum sehr hoch ist - spielt die Rolle eines Treffpunkts für Moleküle. Wenn ein Stern die Oberfläche eines Staubflecks beleuchtet, aktiviert er viele verschiedene chemische Prozesse. Die aus ultravioletter Strahlung gewonnene Energie ermöglicht die Bildung größerer Moleküle aus kleinen Steinen (auf der Erde können die Bildung von Vitamin D und die Photosynthese als Beispiele für solche Prozesse dienen). Wenn Greenbergs Verdacht bestätigt würde, könnte ein sehr großer Satz von Molekülen in interstellaren Eisgranulaten auftreten. Es ist möglich, dass die Chemikalien, aus denen terrestrische Organismen stammen, ursprünglich im Weltraum auftraten.

1976 zogen Alamandola und seine junge Familie nach Leiden. Er blieb dort acht Jahre und sagt, dass sein Niederländisch immer noch „ziemlich erträglich“ ist. Er zeigt mir ein Foto eines Forschungsteams in einem Leidener Labor in den 1970er Jahren. Acht Männer und eine Frau. Sie haben lange Haare, eine Brille in schwarzen Rahmen und einige haben dicke Bärte. Greenberg steht vor der Gruppe - ein kleiner Mann mit grauem Haar, einem blauen Pullover mit hohem Wickelkragen und einer Tweedjacke. Die Assistenten sind von hochentwickelter Ausrüstung umgeben.

Alamandola sagt, dass in den 70er Jahren die Forschung ganz anders durchgeführt wurde als heute. "Wir hatten diese Dinge nicht", sagt er und klickt auf den Laptop-Bildschirm. - Es galt als normal, stundenlang am Buffet miteinander zu reden. Über die Wissenschaft. Um den Artikel zu lesen, musste man in die Bibliothek gehen, wo man einen halben Tag in Ruhe und Frieden verbringen konnte. Ich weiß nicht, wie viele Leute den Tag am Buch verbringen. Die ganze Zeit besteht die Notwendigkeit, eine Menge von allem zu tun. Bei Konferenzen checken die Leute E-Mails, anstatt dem Sprecher zuzuhören. Auf Ihrem Laptop steht Ihnen ein ganzer Kanon wissenschaftlicher Literatur zur Verfügung, der Ihnen jedoch nicht hilft, Informationen schneller aufzunehmen. Schwarzenegger spielte in Filmen darüber, wie Maschinen die Welt erobern. In gewisser Weise haben sie ihn bereits gefangen genommen. "


Optisches Spektrum des Hyakutake- Kometen, das die charakteristischen Merkmale verschiedener organischer Moleküle zeigt

Alamandola zeigt das folgende Foto, eine Nahaufnahme der Maschine, um die die Forscher standen. „Dies ist eine Eissimulationskamera. Normalerweise mag ich es nicht, das Design komplexer Messgeräte zu erklären, aber dieses ist recht einfach. Es reproduziert einfach die kosmische Situation, die wir wiederholen wollen. " Ohne Erklärung sieht die Maschine wirklich kompliziert aus, ein bisschen wie das Innere eines Computers. Sie hat eine Lampe, die auf so etwas wie eine Blechschachtel mit Keksen gerichtet ist, an die ein Rohr geschraubt ist. "Es sendet ultraviolettes Licht aus und simuliert einen Stern", sagt Alamandola und zeigt auf die Karte. - Die Box spielt die Rolle einer Staubwolke. Es enthielt eine stark gekühlte Probe von Wassereis, die Ammoniak und Kohlenmonoxid enthielt - zwei im Weltraum übliche Moleküle. Die Röhre dahinter hat einen Spektrographen. Er nimmt Licht auf, das Ihnen sagt, ob und welche Moleküle sich im Eis gebildet haben. “

Es hat funktioniert. Alamandola zeigt mir zwei Spektren - eines vor der Belichtung, das zweite - zwei Stunden nach der Belichtung mit ultraviolettem Licht. Das erste Spektrum zeigt nur die Linien von Wasser, Kohlenmonoxid und Ammoniak - die Bestandteile der Eisprobe. Die zweite enthält viele neue Spektrallinien, die auf das Vorhandensein neuer, größerer Moleküle hinweisen, die aus Grundbestandteilen gebildet werden.

Dieses Ergebnis war beeindruckend. In der Nähe der Sterne verwandelt sich die Eisdecke aus kosmischem Staub in Fabriken von Molekülen, die eine Vielzahl komplexer Strukturen erzeugen können. 1969 stellten Wissenschaftler überrascht fest, dass komplexe Moleküle wie Formaldehyd im Weltraum auftreten können. Und in den Eisräumen von Leiden begannen sie in den 1970er Jahren unter räumlichen Bedingungen, sie in großen Mengen zu erhalten.

Die Ergebnisse der Experimente wurden jedoch nicht sofort bemerkt und von anderen akzeptiert. "Astrochemie war noch eine junge Disziplin", sagt Alamandola. - Wissenschaftler haben immer mehr Moleküle im Weltraum entdeckt. Sie bauten theoretische Modelle, die zeigen, wie genau Motten Moleküle bilden - in Form von Gas und nicht in einem Eiskristall. Die Tatsache, dass diese Reaktionen nicht hätten stattfinden können, wenn die Moleküle einfach getrennt im Raum schwebten, wurde ignoriert. Astrochemiker kamen ohne unser Eisgranulat aus. Sie betrachteten uns als verrückte Professoren. "

Das änderte sich in den 1980er Jahren, als Alamandola und seine Kollegen, darunter der Leidener Astronom Xander Tiilens, Beobachtungen vom Kuiper Aerial Observatory machten - Lockheeds Flugzeug wurde in ein Observatorium umgewandelt, das mit einem Teleskop und einem Spektrographen ausgestattet war. Das Teleskop befand sich hinter der Luke an der Seite des Rumpfes. Das Übergangstor garantierte, dass Forscher aufgrund des Druckabfalls im Cockpit nach dem Öffnen der Luke nicht aus dem Flugzeug geblasen werden. Da ein Flugzeug über eine Wasserdampfschicht in der Atmosphäre klettern könnte, könnte es die Menge an Wasserdampf und Eis im Weltraum messen. Und es wurde Eisgranulat gefunden: Die Staubwolken, aus denen Sterne und Planeten gebildet werden, enthielten Wassereis und dieselben komplexen Moleküle, die in den Labors von Leiden und Ames erhalten wurden.

Auf einer Konferenz in Australien im Jahr 2010 hörte ich zum ersten Mal von der Vielzahl der Moleküle, die bis dahin im interstellaren Raum entdeckt wurden. Das Abendessen auf der Konferenz fand auf Magnetic Island vor der Ostküste von Queensland statt. Auf dem Rasen des Restaurants schnüffelten Opossums zwischen Tischen. Ungefähr 200 Astronomen haben gerade ihre Nachspeisen beendet, und Andrew Walsh, der Organisator der Konferenz, sprach. Walsh ist ein untergroßer Australier mit einer kleinen Menge Haare auf dem Kopf und einem Bart, der zu zwei beeindruckenden Zöpfen geflochten ist. Neben der Astronomie liebt er es, Bier zu brauen.

"Als ich meine Doktorarbeit in Astronomie begann, fragte mich mein Vater:" Also, was machst du den ganzen Tag? " Walsh hat es uns erzählt. "Ich las ihm den Titel meiner Dissertation vor:" Kombination der ultrakompakten H II -Regionen und der Emission eines Methanolmasers. "Seine Augen waren glasig und ich sah, dass seine Aufmerksamkeit nachließ - bis ich „Methanol“ sagte. „Aha! - sagte er, - gibt es also Alkohol im Weltraum? Gibt es dort Bier? “Ich erklärte, dass Bier Ethanol enthält, nicht Methanol. "Methanol ist Gift, Papa", sagte ich. "Wenn du auch nur ein bisschen trinkst, wirst du blind." Wenn du mehr trinkst, wirst du sterben. “ Von diesem Moment an verlor mein Vater jegliches Interesse an meiner Arbeit. "Ich möchte diese Situation mit der aktuellen Präsentation korrigieren, die ich" Beer in Space "nannte und meinem Vater widmete."

In 15 Minuten listete Walsh - immer mehr entzündet - die 12 Hauptzutaten des Bieres auf. Wasser, Alkohol (Ethanol), Zucker, mehrere Aminosäuren. Dann zeigte er uns ein Foto der Bereiche, in denen sich Sterne bilden - dieselben Staubwolken, die Alamandola mit seinem Laboreis simuliert hatte. Mit Begeisterung nannte Walsh nacheinander die in diesen Wolken gefundenen Bierzutaten: viel Wasser und Ethanol, Kohlendioxid, sogar Zucker und ein paar einfache Aminosäuren. Fünf der komplexeren Aminosäuren und Zucker wurden noch nicht entdeckt, aber Walsh ist überzeugt, dass wir einfach nicht genau genug hinschauen. Er ermutigte seine Kollegen, weiterhin nach den fehlenden Zutaten für Weltraumbier zu suchen. "Mein Vater und viele andere Menschen würden sich beruhigen, wenn sie hörten, dass wir im Weltraum etwas Nützliches fanden", schloss er.

Seit den 1980er Jahren haben Astronomen nicht nur einige Bierzutaten im Weltraum entdeckt, sondern auch eine vorläufige Suche nach Grundmaterialien für das Leben begonnen. Lou Alamandola kehrte 1983 in die USA zurück, wo er in Ames ein eigenes Labor gründete, um die von ihm in Leiden durchgeführten Experimente fortzusetzen. „Die Liste der Substanzen, die wir im Labor erhalten haben, ist so lang, dass selbst Chemiker es langweilig finden. In den späten 80ern wollten wir wissen, ob wir Moleküle herstellen können, die den Bausteinen lebender Organismen ähneln. “ Ich frage Alamandola, ob es für ihn, eine religiöse Person, schwierig ist, seinen Glauben mit dem Studium der Ursprünge des Lebens zu verbinden. "Überhaupt nicht", sagt er. - Religion und Wissenschaft sind verschiedene Bereiche, von denen jeder große Geheimnisse hat. Außerdem ist die Chemie, die ich studiere, sehr weit von den Ursprüngen des Lebens entfernt. "

Einige der vom Alamandola-Team durchgeführten Experimente führten zu bemerkenswerten Ergebnissen. Nach jedem Experiment wurde das bestrahlte Eis geschmolzen und in Wasser gelöst. Die Flüssigkeit wurde durch Verdampfen von Wasser erhitzt. Es blieb eine ölige Substanz übrig, die Mayo Greenberg in seinen frühen Experimenten als "gelben Müll" bezeichnete. Vielleicht war in diesem gelben Müll etwas zu kompliziert, um von einem Spektroskop erkannt zu werden? Greenberg machte in den 1980er Jahren in den Niederlanden Schlagzeilen mit dem Verdacht, dass der gelbe Niederschlag Aminosäuren enthalten könnte. Aminosäuren sind die Basis von Proteinen in unserem Körper und die Bausteine ​​des Lebens. Die Lokalzeitung Leidse Courant veröffentlichte ohne zu zögern einen Artikel mit einer übertriebenen Überschrift: "Leidener Forscher entdeckten das Leben unter den Sternen."

„Natürlich haben wir keine lebenden Organismen geschaffen“, sagt Alamandola. - Sie müssen immer Ihre Worte überwachen, sonst verstehen die Leute alles falsch. Präbiotika, biogenes Material ... Mit anderen Worten, die gleichen Bausteine, aus denen das Leben besteht. Der Mensch und sogar eine Zelle ist eine äußerst komplexe Konstruktion von Lego. Wir haben nur wenige einzelne Legosteine ​​gefunden, nicht die gesamte Struktur. “ Aber sie fanden eine Vielzahl chemischer Bausteine ​​unter dem Mikroskop. Neben Aminosäuren gab es Zucker, sogar Nukleinsäuren , die die Basis der DNA bilden. Sie fanden auch längliche Moleküle, die auf der einen Seite Wasser abweisen (hydrophob) und auf der anderen Seite leicht an Wasser binden (hydrophil). Die Zellmembranen des menschlichen Körpers bestehen aus Molekülen des gleichen Typs.

Während Alamandola erzählt, bin ich wie ein Journalist von Leidse Courant begeistert. Sie fanden heraus, dass Leben im Weltraum möglich ist! Alamandola streckt die Arme aus und bittet mich, mich zu beruhigen. „Haha, Lucas“, sagt er, „niemand weiß, was das Leben ist. Für sie gibt es ungefähr 500 verschiedene Definitionen. Was wir gefunden haben, hat nichts mit dem Leben an sich zu tun. Wir haben nur Bausteine ​​gefunden; Wie ein lebender Organismus von ihnen erhalten wird, ist eine ganz andere Sache. “

Wissenschaftler haben seit Hunderten von Jahren mit diesem Problem zu kämpfen. In den 1950er Jahren führten Miller und Uri Experimente durch, um Darwins Vorstellung vom Leben auf der Erde in einem kleinen, warmen, vom Blitz getroffenen Teich zu untersuchen. Unter ihren Versuchsbedingungen wurden komplexe Moleküle wie Aminosäuren erhalten, die dann von Bill Boraki mehr oder weniger erfolgreich reproduziert wurden. Die Experimente von Alamandola und Greenberg zeigten, dass die gleichen Substanzen in einem Eisblock im Weltraum erzeugt werden können, der von einem Stern bestrahlt wird. Die Frage war, wie diese Substanzen auf die Erde gelangen.

Die Erde begann höchstwahrscheinlich ihre Entwicklung in Form einer heißen Kugel aus geschmolzenem Stein. Vor ungefähr 4 Milliarden Jahren kühlte es sich ausreichend ab, damit das Leben darauf erscheinen konnte. Die ältesten auf der Erde gefundenen Fossilien sind Bakterien, die zu dieser Zeit aufgetaucht sind. Experimente mit Eis haben gezeigt, dass wir im Weltraum die für diese Organismen benötigten Grundmaterialien finden können. Könnten diese Moleküle durch einen Weltraumpostdienst auf die Erde gelangen, nachdem sie abgekühlt ist? Panspermia , die Hypothese, dass das Leben auf der Erde aus dem Weltraum auftauchte, wurde zu einer interessanten Gelegenheit.

1989 traf Alamandola den Biochemiker David Dimer. Zu dieser Zeit hatte Dimer ein Fragment eines Meteoriten, der in Australien gefallen war. Ein riesiges Stück Stein mit einem Gewicht von 100 kg zerfiel in der Atmosphäre in kleine Fragmente. Später wurden die Fragmente im Labor analysiert. Der Dimer-Meteorit zeigte dieselbe Struktur wie die Zellwände, die er im Alamandol-Labor erzeugt hatte. Dies war eine bemerkenswerte Entdeckung, die zeigte, dass Meteoriten, die auf die Erde fallen, die für Organismen notwendigen Grundmaterialien enthalten. Die Zeit für weitreichende Schlussfolgerungen ist jedoch noch nicht gekommen. „Es gibt immer noch Menschen, die den Raum verlassen, nachdem sie das Wort„ Biomarker “gehört haben - ein Indikator für das Leben. Ich hatte einfach Angst, einige unserer Ergebnisse zu zeigen, was darauf hinweist, dass die Bausteine ​​des Lebens in Meteoriten auftreten können. Wenn ich es tat, zumindest in der Chemikalie,Selbst auf einer astronomischen Konferenz hätten meine Kollegen entschieden, dass ich verrückt bin. “

Mitte der neunziger Jahre begann die Astrobiologie jedoch an Popularität zu gewinnen. 1996 sprach Alamadola auf einem von der NASA und SETI organisierten Symposium auf der Insel Capri vor der Westküste Italiens. Am Ende der Präsentation beschloss er, eine Folie zu zeigen, die die Strukturen des Dimer-Meteoriten neben denen zeigt, die aus seinem Labor kamen. "Die Zeit ist gekommen", sagt er mir. "Die Menschen waren bereit, die Idee zu akzeptieren, dass Meteoriten organische Materialien zur Erde liefern könnten."

Seitdem hat das Verständnis zugenommen, dass viele der Substanzen, die wir täglich aufnehmen, im Weltraum gebildet werden. Nehmen Sie zum Beispiel Wasser. Jeder Meteorit oder Komet ist ein riesiger Schneeball, der aus der Sternenwiege des Sonnensystems stammt. Wenn ein solches Objekt mit der Erde kollidiert, liefert es eine große Menge Wasser an die Oberfläche des Planeten. Es ist schwer vorstellbar, dass genug Schneebälle auf die Erde kommen würden, um die Ozeane zu organisieren, aber kürzlich habe ich ein Bild gesehen, das diese Idee ein wenig akzeptabler gemacht hat. Es war ein Bild einer entwässerten Erde, neben der Wasser aus allen Flüssen, Ozeanen, Seen usw. in drei kleinen Kugeln gesammelt wurde. Die größte Kugel - im Durchmesser vergleichbar mit der Entfernung von Amsterdam nach Rom - repräsentierte das gesamte Wasser im Inneren, auf der Oberfläche oder über der Erde.Im Vergleich zur Erde ist es ziemlich klein. Und die Idee, dass jedes Glas Wasser, jede Tasse Tee und jedes Bier, das ich jemals getrunken habe, einmal Teil des kosmischen Schneeballs war, schien sofort nicht mehr so ​​seltsam.

Ein Meteoritenschlag scheint nicht jeden Tag zu passieren, ist es aber nicht. Die größten Schläge fallen in die Nachrichten, aber Tausende Kilogramm interstellares Material fallen jeden Tag in Form kleiner Meteoriten und kosmischen Staubes auf die Erde. Im jungen Sonnensystem waren diese Kollisionen häufiger und stärker. Die Datierung von Mondkratern zeigt, dass vor etwa 4 Milliarden Jahren im Sonnensystem ein unglaublicher Meteoritensturm wütete, der eine Million Jahre dauerte. Er musste Spuren auf der Erde und auf dem Mond hinterlassen.

Eine wahrscheinliche Erklärung für diesen Regen wird sein, dass Jupiter kurz nach seiner Entstehung der Sonne ein Stück näher kam. Dies geschah zweifellos aufgrund der Schwerkraft anderer Planeten und kleiner Objekte, die die Sonne umkreisen. Eine Verschiebung der Umlaufbahn des Jupiter könnte das Gleichgewicht des gesamten Sonnensystems stören und als Katapult wirken und alle Weltraummüllteile betreffen, die um die Planeten fliegen. Infolgedessen wurden die inneren Planeten - einschließlich der Erde - lange Zeit gewaltsam von Meteoriten bombardiert. Dieses Ereignis wurde als spätes schweres Bombardement bekannt . Ähnliche Bombardements werden heute um junge Sterne im Entstehungsprozess beobachtet. Kosmischer Staub und Wasser werden entlang der Embryonen von Planetensystemen hin und her geworfen und erscheinen nach dem Abkühlen auf der Oberfläche der Planeten.



Als eines der bekanntesten Bilder des Hubble-Weltraumteleskops nannten Astronomen das "Auge von Sauron", weil es stark dem Symbol des dunklen Lords aus den Filmen "Herr der Ringe" ähnelt. Das Foto zeigt einen goldenen Heiligenschein, der von einem ovalen Ring umgeben ist. Der Stern wurde aus der Mitte des Rings entfernt, weil er zu hell ist. Dies hinterließ eine längliche dunkle Markierung auf dem Bild, die wie eine Pupille aussah.

Dies ist ein Bild von Fomalhaut., einer der erdnächsten Sterne. Ein Oval ist sein Licht, das von einem Ring aus kosmischem Staub reflektiert wird. Staub bleibt von Kometen und anderen Weltraummüll zurück, die zufällig herumfliegen. Jeden Tag kollidieren Tausende von Objekten, zerbrechen in kleine Stücke und erzeugen kosmischen Staub voller Wasser und organischer Moleküle. Große und kleine Fragmente landen schließlich auf der Oberfläche junger Planeten, die einen jungen Stern umkreisen. Fomalhauts Kometenregen zeigt uns, wie das späte schwere Bombardement aussehen könnte.

Wir lernen jetzt mehr über diese wasserführenden Muscheln, die sich in unserem Sonnensystem befinden. 2014 erreichte der Rosetta- Apparat den Kometen 67P / Churyumov - Gerasimenko . Fila landete auf ihrund das Mutterschiff umkreiste den Kometen noch zwei Jahre lang, bis es (absichtlich) auf seine Oberfläche fiel. Rosetta und Fila finden im Kometenwasser Sauerstoff, verschiedene organische Verbindungen (nicht mit lebenden Organismen verwechseln). Interessanterweise unterschied sich die molekulare Struktur des Wassers auf dem Kometen stark vom Wasser auf der Erde, was darauf hindeutet, dass Kometen - oder zumindest Kometen ähnlich 67P - möglicherweise nicht so viel zur Wasserversorgung der Erde beigetragen haben. Die ereignisreiche Rosetta-Mission war das erste Mal in der Geschichte, dass Kometenwasser und -staub direkt untersucht werden konnten.

Nachdem ich das Gespräch mit Alamandola beendet hatte, hatte ich das Gefühl, selbst eine Raumfahrt gemacht zu haben. In den zwei Stunden, die wir zusammen in seinem Büro in Leiden verbracht haben, haben wir den Weg eines organischen Moleküls im Weltraum untersucht. von seiner Bildung in einem gefrorenen Staubgranulat in der Sternenwiege eines jungen Sterns über die Staubscheibe aus Staub und Gas, wo sich Sterne bilden, bis sie durch eine Kollision mit einem Meteoriten auf dem Planeten ankommt.

Dieser Weg wird von Astronomen, einschließlich derjenigen, die in den Niederlanden arbeiten, immer noch genau untersucht. Alamandola kam nach Leiden, um Vorträge für die beiden dort ansässigen führenden astronomischen Forschungsgruppen zu halten, von denen eine von seinem Freund und ehemaligen Kollegen Xander Tilens geleitet wird. Teleskope wie der Infrarotsatellit Herschel und ALMA, eine Reihe von Dutzenden von Funktürmen in den chilenischen Anden, öffnen solche Teile des Spektrums, die zuvor nicht zugänglich waren. Dies führt zur Entdeckung neuer Spektrallinien und neuer Moleküle in den Regionen der Sternentstehung.

Solche Beobachtungen wecken bei einigen Planetenjägern Optimismus hinsichtlich der Existenzwahrscheinlichkeit von Exoplaneten. Am Ende befinden sich die Materialien, aus denen die Bewohner der Erde bestehen, in jungen Planetensystemen. Der Weltraum ist kein unfruchtbarer leerer Ort, wie er von Ludwig Von Drake beschrieben wurde, sondern mit den Bausteinen des organischen Lebens verstopft. Diese in Wasser gelösten Materialien, Meteoriten, werden ständig an die Oberfläche junger Planeten geliefert. Wenn die Temperatur stimmt und alle Zutaten vorhanden sind, erledigen Zeit und Entwicklung den Rest. Vielleicht war es nur eine solche Überlegung, die den Planetenjäger Stephen Vogt dazu veranlasste, 100% Leben auf Zarmin zu fordern .

Derzeit ist jedoch nicht bekannt, wie genau der Weg von Bausteinen über chemische Reaktionen zum Leben selbst geebnet ist. Wir wissen nicht einmal, wie das auf der Erde passiert ist. Direkte Beweise - zum Beispiel frühe Lebensformen - verschwanden, soweit wir wissen, größtenteils vom Erdboden. Aufgrund zu vieler Unsicherheiten ist es unmöglich, unter anderem eine Theorie über den Ursprung des Lebens herauszustellen. Daher ist es unmöglich, das Leben auf der Erde als Schema für den Rest des Universums zu verwenden. Die meisten Planetenjäger gehen die Frage nach der Existenz von außerirdischem Leben anders an. Stellen Sie sich vor, dass auf einem anderen Planeten aus denselben Bausteinen, die wir auf der Erde verwenden und überall im Weltraum sehen, eine bestimmte Lebensform entstanden ist.Wie genau können wir die Existenz dieser Lebensform von der Erde aus erkennen? Wie können wir Lebenszeichen auf einem Exoplaneten erkennen?

— , . : « : » [ Planet Hunters: The Search for Extraterrestial Life ].