Kakerlaken im All

7. September 2007: Ausgehungert. Gestampft. Bestrahlt. Vergiftet. Dies alles ist tägliche Arbeit für eine gewöhnliche Kakerlake. Die Bedingungen denen diese Kreaturen widerstehen sind unglaublich. 

Astronomen haben sogar noch etwas härteres gefunden -- "Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe," sagt Achim Tappe vom Harvard Center for Astrophysics. "Sie können eine Supernova überleben."

Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs in Kurzform) sind ringförmige Moleküle aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Sie sind ungefähr so beliebt wie Kakerlaken: PAKs sind ein weit verbreitetes Umweltgift, dass in Autoabgasen, bei Ölverschmutzungen und in Zigarrettenrauch vorkommt. Die EPA hat sieben Komponenten von PAKs als krebserregend eingestuft.

Rechts: Ein Modell des PAKs Naphthalin, dass man gewöhnlich in Mottenkugeln findet. [Mehr]

Aber selbst PAKs haben ihre Vorzüge: Ringförmige Moleküle, ähnliche den PAKs, tauchen in der DNA auf, und Biologen sind sich immer sicherer, dass PAKs vor 4,5 Milliarden Jahren auf der Erde vorhanden waren, als das Leben begann. Indem sie als Bausteine für die größeren Moleküle der Lebewesen dienten, spielten PAKs vielleicht eine entscheidene Rolle bei der Schöpfung.

Darum ist Tappe's neue Entdeckung so wichtig.

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Die Geschichte beginnt vor 3000 Jahren, als ein massiver Stern in der Großen Magellanschen Wolke explodiert. Es war eine typische Supernovaexplosion, die in ein paar Tagen eine Energie freisetzte, welche unsere Sonne in 10 Milliarden Jahren produziert. Heißes Gas und tödliche Strahlung raste durch umliegende Sternensysteme, während der explodierte Stern zum größten Teil (und vielleicht auch vollständig) zerstört war.

Die sich ausdehnende Hülle der Supernova, von Astronomen als "N132D" aufgezeichnet, ist auch nach all diesen Jahren noch von der Erde aus zu sehen. Sie dehnt sich über 80 Lichtjahre aus und hat etwa 600 Sonnenmassen hinweggefegt. Bilder vom Chandra Röntgenobservatorium enthüllen die immer noch heißen Ausläufer -- im Diagramm unten.

Letztes Jahr "beobachteten wir N132D mit dem Spitzer Weltraumteleskop," sagt Tappe. Spitzer ist ein Infrarotteleskop und hat ein Spektrometer an Bord, dass empfindlich ist für IR Emissionen von PAKs. Ein Blick auf N132D zeigte, "dass sich in der expandierenden Hülle der Supernova überall PAKs befinden. Es sieht aus als ob sie durch eine Schockwelle von 8 Millionen Grad heißen Gases weggefegt wurden. Dies beschädigt die Moleküle, aber viele der PAKs überleben."

Unten: Der Supernova Überrest von N132D. Die Konturen sind heißes Gas, dass mit dem Chandra Röntgenobservatorium beobachtet wurde. Die Farben bezeichnen IR Strahlung, aufgezeichnet mit dem Spitzer Weltraumteleskop. Image credit: Achim Tappe and colleagues.

Astronomen wissen seit langem, dass PAKs nicht nur auf der Erde allgegenwärtig sind, sondern auch im All -- sie wurden in Kometenstaub, Meteoriten und vielen kalten interstellaren Wolken gefunden -- aber wer hätte gedacht, dass sie so robust sind? "Dies ist der erste Hinweis darauf, dass PAKs eine Supernova überleben können," sagt er.

Ihre Fähigkeit zu überleben ist vielleicht ein Schlüssel für Leben auf der Erde. Viele Astronomen sind überzeugt, dass vor 4-5 Milliarden Jahren eine Supernova in einer Ecke unserer Galaxie explodierte, als sich das Sonnensystem gerade aus einfachem interstellaren Gas bildete. In einem Szenario vom Urpsrung des Lebens überlebten die PAKs und fanden ihren Weg zu unserem Planeten. Es hat sich gezeigt, dass Stapel von PAKs Wasser bilden können -- stellen Sie sich primitive Seen vor -- und ein Gerüst für Nukleinsäuren liefern, deren Aufbau dem von RNA und DNA ähnlich ist.

"Es ist eine aufregende und vielversprechende Theorie," sagt Tappe. "Wir benötigen aber noch weitere Experimente und Beobachtungen, um zu zeigen ob es am Ende ein Erfolg oder eine Niederlage wird." Tappe erledigt seinen Teil dazu mit einer weiteren Serie von Beobachtungen mit Spitzer: "Wir zeichnen die Verteilung von PAKs um N132D herum auf, vergleichen die Lage der Moleküle relativ zu den Schockwellen, die mit Chandra beobachtet wurden," erklärt er. Daraus "hoffen wir zu lernen, wie PAKs durch die Explosion 'bearbeitet' wurden, und wie viele überleben."

Am Ende könnte sich zeigen, dass PAKs robust genug sind für die Schöpfung selber.

Author: Dr. Tony Phillips | Production Editor: Dr. Tony Phillips | Credit: Science@NASA