Wir stellen uns das All als große, dunkle Leere vor in der vielleicht ab und zu mal ein Stern leuchtet. Und diese Vorstellung ist auch nicht falsch. Aber ein genauerer Blick hinaus in den Kosmos zeigt uns immer wieder welche komplexen Phänomene und Zusammenhänge man auch dort findet, wo es nicht so aussieht als wäre da etwas zu finden. Zum Beispiel im “leeren” Raum zwischen den Sternen. Dort ist, verglichen mit dem was wir hier auf der Erde erleben, tatsächlich nicht viel. Aber das, was dort trotzdem noch zu entdecken ist, hat vielleicht die Vielfalt des irdischen Lebens erst möglich gemacht.

Es geht um das “interstellare Medium (ISM)”, Kometen, komplexe Moleküle und das Leben auf der Erde. Wie all das zusammenhängt haben sich Martin Rubin von der Universität Bern und seine Kollegen kürzlich genauer angesehen (“Volatile species in comet 67P/Churyumov-Gerasimenko — investigating the link from the ISM to the terrestrial planets”). Ihr langer Fachartikel beginnt mit einer Bestandsaufnahme dessen, was man in der Astrochemie als “Complex Organic Molecules (COMs)” bezeichnet wird und womit alles gemeint ist, was aus mindestens sechs Atomen besteht. Diese Moleküle hat man in diversen Kometen nachweisen können; insbesondere auch dem besonders gut erforschten Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko. Man weiß aber auch, dass diese COMs im interstellaren Medium zu finden sind. Da fliegen sie natürlich nicht einfach so durch die Gegend sondern bilden sich in den großen, kalten Gaswolken aus denen später irgendwann Sterne entstehen. Und aus dem Rest der übrig bleibt, wenn der Stern fertig ist, bilden sich Kometen, Asteroiden und Planeten. Aber sind die COMs die wir heute auf Kometen finden auch noch aus der damaligen Zeit übrig? Oder bilden sie sich später nochmal neu? Und wenn sie auf den Kometen sind, was passiert dort mit ihnen? Wie und in welcher Menge können sie auf Planeten wie die Erde gelangen?

Komet Halley (Bild: NASA/W.Lille)

Mit all diesen Fragen beschäftigen sich Rubin und seine Kollegen in ihrem langen Fachartikel und die Resultate lauten wie folgt:

  • Ungefähr die Hälfte aller auf Kometen gefundenen Moleküle sind auch COMs. Und die Hälfte der auf Kometen entdeckten Moleküle hat man in der einen oder anderen Form auch im interstellaren Medium nachweisen können.
  • Die relativen Häufigkeiten der Moleküle in Kometen und dem ISM weist darauf hin, dass sie auf die gleiche chemische Art und Weise entstanden sind; also auch in einer ähnlichen Umgebung.
  • Die COMs in Kometen sind zu einem großen Teil tatsächlich Überbleibsel aus der Frühzeit der Entstehung unseres Sonnensystems. Ursprünglich müssen sie schon in den Phasen der Sternentstehung entstanden sein, in der der “Stern” noch nicht viel mehr als eine große, dunkle und kalte Wolke war.
  • Kometen haben vermutlich einen signifikanten Anteil am Transport von sogenannten “Biomolekülen” (also Moleküle die die Elemente Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Schwefel und Phosphor enthalten). Simulationen zeigen, dass bei der Entstehung der Erde eine Menge an Biomolekülen auf den Planeten gelangt sind, die der Menge der gesamten Biomasse entspricht. Daraus folgt nicht, dass auch tatsächlich alle Moleküle aus denen das Leben heute besteht aus dem All gekommen sind. Aber es zeigt, dass die Kometen auf jeden Fall eine sehr wichtige Rolle spielen, wenn es darum geht einen Planeten mit den Bausteinen auszustatten, die für die Entstehung des Lebens notwendig sind.
  • Moleküle wie Cyanwasserstoff (HCN) und Schwefelwasserstoff (H2S) könnten dabei besonders wichtig sein. Man findet sie in Kometen; weiß aber auch, dass sie als Ausgangspunkt für die chemischen Prozesse dienen können, aus denen die komplexen Aminosäuren entstehen die die eigentliche Basis des Lebens bilden.
  • In anderen Sternensystems könnten die Einschläge von Kometen auf Planeten und die von ihnen mitgebrachten Moleküle es schwierig machen, dort nach den Signaturen von Leben zu suchen. Denn sie enthalten auch die komplexen Moleküle, nach denen man suchen würde, wenn man Spuren von Leben zu finden hofft. Andererseits macht der offensichtlich sehr effektive Transport von Molekülen aus dem All auf Planeten durch Kometen es wahrscheinlicher, dass irgendwo überhaupt Leben entstehen kann.

In solchen Wolken entstehen Sterne und Planeten (Bild: ESO)

Die in dieser Arbeit erforschten Zusammenhänge sind natürlich noch längst nicht letztgültig verstanden. Dazu müssten wir zum Beispiel sehr viel mehr Kometen direkt aus der Nähe untersuchen. Momentan ist das nur bei 67P/Tschurjumow-Gerasimenko gelungen auf dem wir im Rahmen der Rosetta-Mission ja auch gelandet sind. Gerade dieser Komet scheint aber, wie Rubin und seine Kollegen zeigen, gar nicht so typisch für die gesamte Kometenpopulation zu sein.

Was man aber in dieser Arbeit wieder einmal sehr eindrücklich sehen kann: Die Dinge im All hängen viel stärker zusammen als es uns normalerweise bewusst sind. Ja, die Planeten und Sterne sind durch unvorstellbar große Leerräume getrennt. Die Zeiträume in denen Sterne und Planeten entstehen sind ebenso weit von dem entfernt was wir vernünftigerweise und anschaulich denken können. Aber trotzdem existieren all diese Objekte und Phänomen nicht isoliert voneinander. Über die Jahrmilliarden und Lichtjahre hinweg hängt alles zusammen und beeinflusst sich gegenseitig. Diese Verbindungen zu verstehen wird mit zu den faszinierenden Aufgaben der zukünftigen Astronomie gehören.

Kommentare (6)

  1. #1 Leser
    14. August 2019

    auf dem wir im Rahmen der Rosetta-Mission ja auch gelandet sind

    … auf dem wir eine Sonde haben abstürzen lassen ! Entschuldigung ! Es tut mir immer noch in der Seele weh, wie man wissenschaftliches Gerät so einfach verschrotten kann !

  2. #2 Rainer Kirmse
    Altenburg
    14. August 2019

    Ein kleines Gedicht über die kosmischen Vagabunden:

    KOMETEN

    Kometen sind, Zeugen der Geburt,
    Sonnensystems Wiege entsprungen.
    Das Urmaterial ist hier konserviert,
    Von vorzeitlichem Eise durchdrungen.

    Oortsche Wolke, Kuipergürtel ade,
    Weit draußen beginnt ihre Reise.
    Äußere Planetenbahnen passiert,
    Halten sie Einzug in uns’re Kreise.

    Die bied’re Gestalt der kalten Gesellen
    Belebt die Sonne mit Schweifespracht.
    Seit jeher von den Menschen bewundert,
    Verzaubert das Himmelsspiel die Nacht.

    Sie galten als Sendboten des Schicksals,
    Glück verheißend oder Unheil im Sog.
    Das leuchtende Zeichen am Firmament
    Zu manch fataler Entscheidung bewog.

    Sie haben viel Schaden angerichtet,
    Es wurden ganze Arten vernichtet.
    Sie brachten wohl einst Wasser hierher,
    Vielleicht auch Lebenskeime und mehr.

    Rainer Kirmse , Altenburg

    Mit freundlichen Grüßen

  3. #3 Captain E.
    14. August 2019

    @Leser:

    … auf dem wir eine Sonde haben abstürzen lassen ! Entschuldigung ! Es tut mir immer noch in der Seele weh, wie man wissenschaftliches Gerät so einfach verschrotten kann !

    Was hätte die ESA stattdessen damit anfangen sollen?

    Eben, gar nichts!

  4. #4 Leser
    14. August 2019

    @ Captain E.

    Was hätte die ESA stattdessen damit anfangen sollen?

    Keinen einzigen Marsrover hat man am Ende der projektierten Lebensdauer zu Beginn des Marswinters einfach geopfert und in einen Krater fallen gelassen und gefragt “Wie fest / steinig ist denn die Kraterwand wirklich ?” Alle Marsrover wurden so lange betrieben, bis keine Kommunikation mehr möglich war. Die meisten Marsrover haben viel mehr Marswinter ausgehalten, als projektiert war. Und Rosetta opfert man schon vor dem zweiten Apohelium, was sie überstehen könnte. Ich hätte gedacht, daß man Rosetta in eine stabile Umlaufbahn manövriert und einen zweiten “Winterschlaf” versucht. Es hat ja schon einmal funktioniert. Aber ein Crash ????

    Natürlich wäre nicht sicher gewesen, daß Rosetta dieses zweite Apohelium funktionsfähig überstanden hätte. Bei den Marsrovern war das auch nicht sicher ! Trotzdem hat man dafür gesorgt, daß die Perspektive der Weiterfunktion existiert. Man hat nie einen Marsrover vor Kommunikationsende aufgegeben. Eben anders als bei Rosetta !

    Ich hatte zum Schluß den Eindruck, man möchte bei Rosetta Kosten sparen. Kosten für den Betrieb des Steuerungszentrums (Darmstadt/Oberpfaffenhofen ?) und der darin beschäftigten Leute. Bei den Amerikanern übergibt man unter solchen Umständen dann Universitäten das Zepter der Mission. Vielleicht sollte man auch in Europa über solche Lösungen nachdenken. Und deshalb tut mir das Ende von Rosetta immer noch in der Seele weh.

  5. #5 Captain E.
    14. August 2019

    @Leser:

    Keinen einzigen Marsrover hat man am Ende der projektierten Lebensdauer zu Beginn des Marswinters einfach geopfert und in einen Krater fallen gelassen und gefragt “Wie fest / steinig ist denn die Kraterwand wirklich ?” Alle Marsrover wurden so lange betrieben, bis keine Kommunikation mehr möglich war. Die meisten Marsrover haben viel mehr Marswinter ausgehalten, als projektiert war. Und Rosetta opfert man schon vor dem zweiten Apohelium, was sie überstehen könnte. Ich hätte gedacht, daß man Rosetta in eine stabile Umlaufbahn manövriert und einen zweiten “Winterschlaf” versucht. Es hat ja schon einmal funktioniert. Aber ein Crash ????

    Tja, aber welche Lander oder Rover auf Mond, Mars oder sonst einem Himmelskörper sind denn noch aktiv? Das meiste ist einfach nur noch Schrott.

    Aber das ist sowieso nicht mit Sonden zu vergleichen. Die Lebensdauer von Rosetta war nun einmal bestimmt von ihrem Treibstoffvorrat und ihrer Energieversorgung. Da Tschurjumow-Gerassimenko wieder auf dem Weg fort von der Sonne war, wurde die Energieversorgung Rosettas immer schlechter. Auf dem Weg zum Kometen hat die Sonde solche Phasen per “Winterschlaf” überstanden, aber so etwas kann man natürlich nicht in der unmittelbaren Umgebung eines Himmelskörper tun. Schließlich muss man da die Bahn ständig anpassen, um sich weder zu entfernen noch abzustürzen. Für eine Umlaufbahn um die Sonne weit weg von der Sonne hatte Rosetta mit Sicherheit nicht mehr ausreichend Treibstoff an Bord.

    Natürlich wäre nicht sicher gewesen, daß Rosetta dieses zweite Apohelium funktionsfähig überstanden hätte. Bei den Marsrovern war das auch nicht sicher ! Trotzdem hat man dafür gesorgt, daß die Perspektive der Weiterfunktion existiert. Man hat nie einen Marsrover vor Kommunikationsende aufgegeben. Eben anders als bei Rosetta !

    Im Gegenteil: Es war absolut sicher, dass Rosetta das zweite Aphel nicht würde überstehen können. Kein Strom, kein Treibstoff – da konnte man die Mission nur noch beenden.

    Ich hatte zum Schluß den Eindruck, man möchte bei Rosetta Kosten sparen. Kosten für den Betrieb des Steuerungszentrums (Darmstadt/Oberpfaffenhofen ?) und der darin beschäftigten Leute. Bei den Amerikanern übergibt man unter solchen Umständen dann Universitäten das Zepter der Mission. Vielleicht sollte man auch in Europa über solche Lösungen nachdenken. Und deshalb tut mir das Ende von Rosetta immer noch in der Seele weh.

    Wie gesagt, bestand diese Möglichkeit eben nicht. Man hätte Rosetta sonst wesentlich früher vom Kometen wegsteuern müssen, um dann vielleicht später noch irgendetwas sinnvolles damit anzustellen. Das wäre doch auch blöd gewesen, oder? Da lässt man eine Sonde zig Jahre durchs All fliegen, um ein Rendezvous mit einem Kometen durchzuführen, muss dann aber vorzeitig abbrechen auf die vage Hoffnung hin, dass irgendjemandem noch etwas sinnvolles für eine Missionsverlängerung einfällt.

    Übrigens: Sonden wie Galileo, Venus Express, Cassini oder Messenger hat man auch auf den von ihnen beobachteten Planeten abstürzen lassen, als der Treibstoff zu Ende ging. Im Gegensatz zu Rosetta war hier die Energieversorgung natürlich kein limitierender Faktor wegen der Verwendung von Radionuklidbatterien oder Solarpanelen in gleichbleibender Entfernung zur Sonne.

  6. #6 anders
    15. August 2019

    Ja, Im All um uns herum schwirren eine Menge Moleküle rum. Kohlenstoff ist ja schön bindungsfreudig weshalb wir auch kohlenstoffbasiertes Leben haben.

    Moleküle im All/ Kometen aus 13 Atomen sind nachgewiesen, größere werden vermutet. Bis zu einem Protein muss aber noch ein sehr weiter Weg gegangen werden.

    Bei diesen Berichten habe ich immer den Eindruck als wolle man mit den gefundenen Molekülen nahelegen die Keime des Lebens oder wenigstens eine Vorstufe davon identifiziert zu haben.

    Ich halte das für sich genommen für nicht schlüssig. Das Vorhandensein der Stoffe als solche und den Eintrag auf einen Planeten ja (mit irgendwas muss man ja anfangen), aber schmeisst man hier auf der Erde zwischen Null und paar hundert C° ein paar Atome (C, N, O, H) oder einfache Verbindungen oder sogar nur monoatomare Strukturen zusammen und rührt ein wenig um, entstehen sehr schnell deutlich vielfältigere Moleküle. Moleküle im All, jedenfalls in der bis jetzt gefundenen recht geringen Komplexität, weisen daher überhaupt nicht darauf hin, dass sie Vorbedingung für Leben auf der Erde wären.