Erstmals chirale Moleküle im interstellaren Raum entdeckt

Die große Sternentstehungsregion Sagittarius B2 nahe dem Zentrum unserer Milchstraße enthält das händige Molekül Propylenoxid. Das zeigen Beobachtungen eines Forscherteams in den USA mit dem hundert Meter großen Green-Bank-Radioteleskop. Es ist der erste Nachweis von händigen Molekülen außerhalb unseres Sonnensystems. Als „händig“ oder „chiral“ bezeichnen die Forscher Moleküle, die nicht spiegelsymmetrisch sind und daher in zwei zueinander spiegelverkehrten Varianten vorkommen. Chirale Stoffe spielen eine wichtige Rolle in der Biologie – wobei bislang ungeklärt ist, warum in der gesamten irdischen Biosphäre jeweils nur eine Version eines chiralen Moleküls Verwendung findet. Die Entdeckung solcher Stoffe im interstellaren Raum könnte dabei helfen, diese Frage zu beantworten, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Science“.

Bild der Gaswolke Sagittarius B2, Entdeckungsregion mit Kreis markiert. Darüber grafische Darstellung der beiden Varianten des Propylenoxid-Moleküls.
Propylenoxid im All

„Propylenoxid zählt zu den komplexesten Molekülen, die wir bislang im Weltall gefunden haben“, erläutert der an der Entdeckung beteiligte Chemiker Brandon Caroll vom California Institute of Technology in Pasadena. „Der Nachweis solcher Moleküle bereitet den Weg für weitere Experimente, mit denen wir herausfinden wollen, wo und wie die Händigkeit aufgetaucht ist und warum schließlich jeweils eine Form häufiger auftritt als die andere.“ Denn die beiden Versionen eines chiralen Moleküls haben vollkommen identische chemische und physikalische Eigenschaften. Deshalb können die Astronomen bislang auch keine Aussage darüber machen, mit welchen Häufigkeiten die linke und die rechte Variante von Proylenoxid in der großen Gas- und Staubwolke Sagittarius B2 vorliegt.

Bislang hatten Astronomen chirale Moleküle bereits in Meteoriten und Kometen im Sonnensystem nachgewiesen. „Die Moleküle sind demnach älter als die Erde“, so Carroll. Die Entdeckung in einer Sternentstehungsregion zeige, dass präbiotische Stoffe wie Propylenoxid bereits im Weltall entstehen, von Meteoriten und Kometen auf junge Planeten transportiert und dort – geeignete Bedingungen vorausgesetzt – die Entstehung von Leben fördern könnten.

Carroll und seine Kollegen wollen nun untersuchen, wie polarisierte Strahlung im All die händigen Moleküle beeinflusst – daraus ließen sich, so die Hoffnung, Rückschlüsse auf die Häufigkeit der beiden gegeneinander spiegelverkehrten Varianten von Propylenoxid ziehen. Bislang ist unklar, ob die Bevorzugung jeweils einer Version in der Biosphäre auf einer zufälligen Selektion am Beginn der Evolutionskette basiert, die sich dann selbst verstärkt hat oder ob es physikalische Gründe für diese Bevorzugung gibt. Von der Antwort auf diese Frage hängt auch ab, ob Leben auf anderen Planeten zwangsläufig die gleiche Chiralität besitzen muss wie das irdische Leben oder ob auch eine spiegelbildliche Biologie möglich wäre.