15:57 25 November 2020
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    Astronomen haben in der Atmosphäre des größten Saturnmonds Titan zum ersten Mal ein äußerst seltenes Molekül Cyclopropenyliden - ein Dreieck aus Kohlenstoff-Atomen - entdeckt, welches auf keinem Planeten zu finden ist. Die Ergebnisse ihrer Studie sind in der Fachzeitschrift „The Astronomical Journal“ veröffentlicht worden.

    Titan ist mit Ausnahme der Erde der einzige Himmelskörper, auf dessen Oberfläche sich Flüssigkeit befindet. Seine Meere und Seen bestehen aus flüssigen Kohlenwasserstoffen, und Wissenschaftler spekulieren, dass dort möglicherweise Leben existieren könne.

    Nun suchten die Astronomen um Conor Nixon vom Forschungszentrum Goddard Space Flight Center der US-Weltraumbehörde Nasa mithilfe des Radioteleskops ALMA in der chilenischen Atacama-Wüste nach organischen Molekülen in der Titanatmosphäre.

    In den verdünnten oberen Schichten hoch über der Oberfläche hätten sie das Spektrum einer unbekannten Verbindung entdeckt. Anhand einer Datenbank der chemischen Profile stellten die Forscher fest, dass es sich um Cyclopropenyliden (C3H2) handle - ein äußerst seltenes Molekül auf Kohlenstoffbasis, welches bisher nur in dem Labor auf der Erde habe gewonnen werden können. Bei C3H2 ist an zwei von Kohlenstoff-Atomen je ein Wasserstoff-Atom gebunden. Unter atmosphärischen Bedingungen könne es nicht lange existieren, da es sehr leicht mit anderen Molekülen unter Bildung komplexerer Verbindungen reagiere.

    Cyclopropenyliden sei noch nie zuvor im Sonnensystem gefunden worden, hieß es. Theoretisch könne es nur im kalten interstellaren Raum stabil bleiben, wo es praktisch keine chemischen Wechselwirkungen gebe.

    Diese Verbindung sei für Wissenschaftler von besonderem Interesse, da ihre ringförmigen Moleküle mit drei Kohlenstoffatomen möglicherweise die Bausteine ​​für die komplexeren organischen Moleküle gewesen sind, aus denen einst das Leben auf der Erde hervorging. Es sei bekannt, dass die stickstoffhaltigen Basen von DNA und RNA auf solchen Molekülringen basieren würden.

    „Die zyklische Natur von Cyclopropenyliden eröffnet einen zusätzlichen Zweig der Chemie, der die Bildung biologisch wichtiger Moleküle ermöglicht“, sagte der Co-Autor der Studie, Alexander Thelen, einer Pressemitteilung des Forschungszentrums zufolge.

    Je kleiner das Molekül sei, desto mehr Potenzial habe es. Astronomen gehen davon aus, dass Reaktionen mit kleinen Molekülen mit weniger Bindungen wie Cyclopropenyliden schneller ablaufen als Reaktionen mit großen, komplexen Molekülen, was rein statistisch zu unterschiedlicheren Ergebnissen führen würde.

    Bisher hieß es, dass Benzol (C6H6) das kleinste Molekül des Kohlenwasserstoffrings sei, das bereits früher in der Titanatmosphäre identifiziert worden sei. Die Forscher vermuten, dass die oberen Schichten der Atmosphäre des Saturnmondes so verdünnt seien, dass Cyclopropenyliden darin erhalten bleiben könnte.

    „Titan ist einzigartig in unserem Sonnensystem. Es hat sich als Schatzkammer neuer Moleküle erwiesen. Wir betrachten Titan als ein echtes Labor, in dem man eine Chemie sehen kann, die der auf der alten Erde ähnelt, als das Leben hier entstanden war“, so der Studienleiter Conor Nixon.

    Der Stickstoff und das Methan auf der Titanoberfläche würden zerfallen, wenn sie dem Sonnenlicht ausgesetzt würden, was zu einer Kaskade chemischer Reaktionen führe. Ob diese Reaktionen zur Entstehung von Leben führen könnten, sei eine Frage, auf die eine Antwort noch gefunden werden solle.

    pd/mt/sna

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    Tags:
    Saturn, Mond, Sonnensystem, Leben, Chemie, Verbindung, Wasserstoff, Methan, Forscher, Atmosphäre, Erde, Moleküle, Titan