In Küchen schaffen wir. Von Krümelkuchen bis Maiskolben passiert es hier. Wenn Sie wie ich sind, haben Sie gelegentlich einen Truthahn zu lange im Ofen gelassen oder das gegrillte Hähnchen verkohlt. Wenn Fleisch verbrannt wird, gehören zu den Gerüchen, die Ihre Nase über die schlechten Nachrichten informieren, flache Moleküle, die aus Kohlenstoffatomen bestehen, die in einem Wabenmuster angeordnet sind, das als PAK oder bezeichnet wird polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe.
PAK machen etwa 10% des Kohlenstoffs im Universum aus und kommen nicht nur in Ihrer Küche, sondern auch im Weltraum vor, wo sie 1998 entdeckt wurden. Sogar Kometen und Meteoriten enthalten PAK. Aus der Abbildung können Sie ersehen, dass sie aus mehreren bis vielen miteinander verbundenen Ringen von Kohlenstoffatomen bestehen, die auf unterschiedliche Weise angeordnet sind, um unterschiedliche Verbindungen herzustellen. Je mehr Ringe, desto komplexer das Molekül, aber das zugrunde liegende Muster ist für alle gleich.
Alles Leben auf der Erde basiert auf Kohlenstoff. Ein kurzer Blick auf den menschlichen Körper zeigt, dass 18,5% davon allein aus diesem Element bestehen. Warum ist Kohlenstoff so wichtig? Weil es in der Lage ist, sich auf verschiedene Weise an sich selbst und eine Vielzahl anderer Atome zu binden, um viele komplexe Moleküle zu erzeugen, die es lebenden Organismen ermöglichen, viele Funktionen zu erfüllen. Kohlenstoffreiche PAK sind möglicherweise sogar an der Entwicklung des Lebens beteiligt, da sie in vielen Formen mit möglicherweise vielen Funktionen vorliegen. Einer von denen könnte gewesen sein fördern die Bildung von RNA (Partner der DNA des „Lebensmoleküls“).
Um herauszufinden, wie sich einfache Kohlenstoffmoleküle zu komplexeren entwickeln und welche Rolle diese Verbindungen für den Ursprung des Lebens spielen könnten, hat ein internationales Forscherteam die NASAs fokussiert Stratosphärisches Observatorium für Infrarotastronomie (SOFIA) und andere Observatorien für PAK, die in den Farben gefunden wurden Irisnebel im nördlichen Sternbild Cepheus der König.
Bavo Croiset von der Universität Leiden in den Niederlanden und sein Team stellten fest, dass sich PAK im Nebel, wenn sie von ultravioletter Strahlung seines Zentralsterns getroffen werden, zu größeren, komplexeren Molekülen entwickeln. Wissenschaftler nehmen an, dass das Wachstum komplexer organischer Moleküle wie PAK einer der Schritte ist, die zur Entstehung des Lebens führen.
Starkes UV-Licht von einem neugeborenen massereichen Stern wie dem, der den Irisnebel zum Leuchten bringt, würde nach heutiger Ansicht dazu neigen, große organische Moleküle in kleinere zu zerlegen, anstatt sie aufzubauen. Um diese Idee zu testen, wollten die Forscher die Größe der Moleküle an verschiedenen Stellen relativ zum Zentralstern abschätzen.
Croisets Team nutzte SOFIA, um den größten Teil des Wasserdampfs in der Atmosphäre zu überwinden, damit er den Nebel im Infrarotlicht beobachten konnte, einer für unsere Augen unsichtbaren Lichtform, die wir als Wärme wahrnehmen. Die Instrumente von SOFIA reagieren empfindlich auf zwei Infrarotwellenlängen, die von diesen bestimmten Molekülen erzeugt werden und zur Abschätzung ihrer Größe verwendet werden können. Das Team analysierte die SOFIA-Bilder in Kombination mit Daten, die zuvor vom Spitzer-Infrarot-Weltraumobservatorium, dem Hubble-Weltraumteleskop und dem Kanada-Frankreich-Hawaii-Teleskop auf der großen Insel Hawaii erhalten wurden.
Die Analyse zeigt, dass die Größe der PAH-Moleküle in diesem Nebel je nach Ort in einem klaren Muster variiert. Die durchschnittliche Größe der Moleküle in der zentralen Höhle des Nebels, die den jungen Stern umgibt, ist größer als auf der Oberfläche der Wolke am äußeren Rand der Höhle. Sie bekamen auch eine Überraschung: Die Strahlung des Sterns führte eher zu einem Nettowachstum der Anzahl komplexer PAK als zu deren Zerstörung in kleinere Stücke.
In einem Papier veröffentlicht In Astronomie und Astrophysik gelangte das Team zu dem Schluss, dass diese Variation der Molekülgröße sowohl auf die Zerstörung einiger der kleinsten Moleküle durch das raue ultraviolette Strahlungsfeld des Sterns als auch auf die Bestrahlung mittelgroßer Moleküle zurückzuführen ist, die sich zu größeren Molekülen verbinden.
So viel beginnt mit Sternen. Sie bilden nicht nur die Kohlenstoffatome auf der Grundlage der Biologie, sondern scheinen sie auch in komplexere Formen zu bringen. Wir können uns wirklich bei unseren Glückssternen bedanken!
