Wissenschaftler Entdecken Einfachzucker Erythrulose In Gaswolke Der Milchstraße

Erythrulose in der Gaswolke G+0.693–0.027

Die Entdeckung gelang durch den Einsatz zweier hochsensibler Radioteleskope in Spanien: dem 40 Meter großen Yebes-Teleskop in Guadalajara sowie dem 30-Meter-Teleskop des Instituto de Radioastronomía Milimétrica (IRAM) am Pico Veleta in Granada. Die Forscher identifizierten den Zucker in Gasform, indem sie die spezifische Radiosignatur, die durch die Rotation des Moleküls entsteht, mit Laborproben verglichen.

Das Zielgebiet ist die molekülreiche Gaswolke G+0.693–0.027. Dieser Ort im Zentrum der Milchstraße ist bekannt für dichte Wolken aus komplexen organischen Molekülen. Tatsächlich wurden dort bereits zuvor Moleküle nachgewiesen, die für Himbeeraromen genutzt werden und theoretisch nach Rum riechen. Die nun gefundene Erythrulose ist ein Monosaccharid mit vier Kohlenstoffatomen (C4-Ketose), das auf der Erde unter anderem in Himbeeren vorkommt oder in Selbstbräunern verwendet wird.

Besonders überraschend ist die Menge des Zuckers. In der Wolke kommt Erythrulose mindestens 8- bis 17-mal häufiger vor als kleinere Zucker mit nur drei Kohlenstoffatomen. Dieser Befund widerspricht der gängigen Theorie, dass größere Moleküle im All seltener sind, da sie sich üblicherweise Schritt für Schritt aus kleineren Einheiten bilden müssen.

Bausteine des Lebens und der Transport zur Erde

Zucker sind wichtige Moleküle für das Leben, da sie verschiedene Arten von Körperzellen mit Energie versorgen und die DNA bilden. Die Wissenschaft rätselt seit langem, wie diese Moleküle auf der frühen Erde entstanden, da Experimente zeigen, dass sie unter den Bedingungen des Planeten nicht leicht zu bilden waren. Die Entdeckung deutet darauf hin, dass der Weltraum als Lieferant diente.

Der entdeckte Zucker ist zwar nicht essenziell für das Leben, kann sich aber leicht in eine Form umwandeln, die als entscheidend für den Beginn des Lebens auf der Erde gilt. Die Forscher schätzen, dass zwischen 0,5 und 50 Millionen Tonnen dieses Zuckers über Asteroiden und Meteoriten auf die frühe Erde gelangten. Die Moleküle werden unterwegs im All eingesammelt, ins Sonnensystem transportiert und bei Einschlägen verteilt.

Die Astrophysikerin Erika Hamden von der University of Arizona, die nicht an der Studie beteiligt war, bezeichnete den Zucker gegenüber der Nachrichtenagentur AP als ein Beispiel für Material, das einfach in der Galaxie herumschwebt. Sie betonte, dass es sich um eine der bisher komplexesten entdeckten Zuckerarten handle.

Die chemische Fabrik des interstellaren Mediums

Das interstellare Medium wird von den Forschenden als eine beeindruckende chemische Fabrik beschrieben, in der bereits mehr als 340 Moleküle nachgewiesen wurden. Dennoch war die Erythrulose bisher nicht darunter. Die Forschung zu Zuckern im All verlief in Etappen:

• Jahr 2000: US-Forscher entdeckten Glycolaldehyd und sprachen von „Zucker“, wobei umstritten ist, ob diese Verbindung als sehr einfache Form von Zucker bezeichnet werden kann.
• Jahr 2008: Forschende spürten Glycolaldehyd in einem Sternentstehungsgebiet weit entfernt vom Zentrum der Milchstraße auf.
• Sonnensystem-Funde: In Proben des Asteroiden Bennu, die die NASA-Sonde Osiris-Rex zur Erde brachte, sowie in anderen Meteoriten wurden Zuckerarten gefunden.

Der neue Fund unterscheidet sich von diesen früheren Entdeckungen, da er erstmals einen Zucker direkt im interstellaren Medium nachweist.

Entstehung auf eisigen Staubkörnern

Die Frage, wie diese komplexen Moleküle ohne die Hilfe von Planeten entstehen, konnte das Team mithilfe von Simulationen beantworten. Die Erythrulose bildet sich direkt im All auf eisigen Staubkörnern. Dabei verbinden sich Zwei-Kohlenstoff-Verbindungen, wie Alkohole und Aldehyde, unter dem Einfluss radioaktiver Strahlung zu dem vier Kohlenstoffatome umfassenden Zucker.

Diese Erkenntnis beweist, dass solche Moleküle selbst in extremen Umgebungen, etwa in der Nähe der Sonne, überleben können. Für die Astrobiologie bedeutet dies, dass interstellare Erythrulose einen wichtigen Beitrag zum Zuckervorrat früher Stoffwechsel- und Replikationsprozesse geleistet haben könnte.

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