16 organische Moleküle auf Rosetta-Kometen Churyumov-Gerasimenko entdeckt

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Rosetta-Aufnahme des Kometen Churyumov-Gerasimenko
Copyright: ESA

Göttingen (Deutschland) – In mehreren Fachartikeln haben Wissenschaftler die ersten Datenauswertungen der Messungen der Landeeinheit “Philae” der europäischen Kometenmission “Rosetta” veröffentlicht. Wie sich zeigt, enthält die Oberfläche des Kometen Churyumov-Gerasimenko eine Vielzahl organischer Moleküle. Viele dieser Stoffe gelten als Schlüsselmoleküle für biochemische Reaktionen – etwa bei der Entstehung von Zuckern oder Aminosäuren.

Wie das Team unter der Leitung von Forschern des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung aktuell im Fachjournal “Science” (DOI: 10.1126/science.aab0689) berichtet, handelt es sich um die Messdaten des Instrumentes COSAC, die kurz nach dem ersten Aufsetzen der Landeeinheit Philae auf der Kometenoberfläche am 12. November 2014 entstanden.

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Eine weiche und eine harte Landung: Die linke Aufnahme der Landestelle Agilkia entstand mit Hilfe der ROLIS-Kamera aus einer Entfernung von neun Metern, kurz bevor Philae auf der Kometenoberfläche aufsetzte. Die rechte Aufnahme des endgültigen Landeplatzes Abydos machte CIVA-Kamera am 13. November 2014.

Copyright: ESA/Rosetta/Philae/ROLIS/DLR und ESA/Rosetta/Philae/CIVA

Am 12. November 2014 um 16.34 Uhr setzte Philae, die Landeeinheit der ESA-Raumsonde Rosetta, auf dem Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko in der Landeregion Agilkia auf, prallte ab und kam erst etwa zwei Stunden später nach insgesamt drei Hopsern an der Landestelle Abydos zum Stehen. Etwa 60 Stunden lang führte Philae auf der Kometenoberfläche wissenschaftliche Messungen durch, bevor der Landeeinheit die nötige Energie ausging.
Während der unsanften Landung hatte Philae allerdings etwa 0,4 Kubikmeter Staub aufgewirbelt. “Dieser aufgewirbelte Staub ist das ursprünglichste Kometenmaterial, das die Rosetta-Mission und alle vorherigen Kometenmissionen bisher zu fassen bekommen haben”, erklärt Fred Goesmann, Leiter des COSAC-Teams am Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung. “Zwar untersuchen zahlreiche Rosetta-Instrumente den Staub, der mittlerweile eine dichte Hülle um den Kometen bildet. Doch dieser könnte sich auf seinem Weg von der Oberfläche ins All verändern – besonders chemisch.”

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Insgesamt konnten die Forscher anhand der Daten 16 organische Verbindungen in dem Oberflächenmaterial nachweisen. Zu ihnen zählen Alkohole, Amine und Nitrile, die bereits – zum Teil durch erdgebundene Beobachtungen – in der Gashülle verschiedener Kometen entdeckt wurden, aber auch die “Neulinge” Methylisocyanat, Aceton, Propanal und Acetamid. Ein Großteil der Moleküle enthält Stickstoff.

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Übersicht über die 16 Verbindungen, die das Instrument COSAC im Staub von der Kometenoberfläche nachgewiesen hat: Sie sind in Schwarz und Grün beschriftet. Grün kennzeichnet zudem die vier Stoffe, die mit diesen Messungen erstmals in einem Kometen entdeckt wurden. Die Grafik zeigt zudem, wie diese Verbindungen aus den einfachen Molekülen Wasser, Kohlenmonoxid, Methan und Ammoniak entstanden sein könnten. Die rot beschrifteten Moleküle (wie etwa Ammoniak) wurden in den aktuellen Messungen nicht nachgewiesen.

Copyright: Science 2015 (Goesmann et al.)

“Hierbei handelt es sich um einen wahren Baukasten organischer Verbindungen, von denen viele als Ausgangspunkt für wichtige biochemische Reaktionen dienen können”, erläutert Goesmann. So kämen etwa Schlüsselmoleküle für die Synthese von Zuckern, Aminosäuren, Peptiden und Nukleotiden vor. Viele Forscher glauben, dass solche komplexen Moleküle, die als Bausteine des Lebens gelten, einst erst durch Einschläge von Kometen und Meteoriten auf die junge Erde gelangten.

Ob sich auch diese Bausteine des Lebens selbst im Kometenmaterial finden, lässt sich den Messdaten nicht entnehmen. “Wenn ja, waren die Konzentrationen solch schwerer Moleküle zu gering, um sie eindeutig zu identifizieren”, so die Forscher.

Grund hierfür ist der Umstand, dass das COSAC-Instrument nur dafür konzipiert wurde, gasförmige Stoffe zu untersuchen. Somit konnten auch nur solche Verbindungen registriert werden, die bei Temperaturen von 12 bis 15 Grad Celsius, die zum Zeitpunkt der Messung im Innern von COSAC herrschten, aus den Staubteilchen verdampften. Die Konzentrationen der komplexeren Moleküle waren bei solch milden Temperaturen für einen Nachweis möglicherweise zu gering.

“Mindestens ebenso aufschlussreich wie die entdeckten Moleküle sind solche, die fehlen – wie etwa Kohlendioxid und Ammoniak”, erläutert die Pressemitteilung des Max-Plank-Instituts. Kohlendioxid gilt als einer der Hauptbestandteile von Kometeneis; Ammoniak müsste als Ausgangsstoff für die zahlreichen Stickstoffverbindungen einst vorgelegen haben. “Mit diesen beiden Molekülen hatten wir eigentlich fest gerechnet“, so Goesmann. “Ihr Fehlen deutet daraufhin, dass Philae in einer Region niedergegangen ist, aus der solch leicht flüchtigen Stoffe längst verdampft sind.”

Jetzt hoffen die COSAC-Forscher, dass sich die Kommunikation zwischen Rosetta und der Mitte Juni wieder erwachten Landeeinheit stabilisiert und COSAC noch einmal aktiv werden kann. Philaes endgültige Landestelle befindet sich wahrscheinlich mehr als einen Kilometer entfernt vom Ort des ersten Aufsetzens. Zudem sind die Temperaturen mittlerweile deutlich gestiegen. “Es wäre also durchaus denkbar, dass eine weitere Messung bisher unentdeckte Moleküle zu Tage fördert”, so Goesmann abschließend.

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