Harnstoff kann auch auf Kometen entstehen

Der Komet Tschurjumow-Gerassimenko aufgenommen von der Raumsonde Rosetta am 19. September 2014. Bild: ESA/Rosetta/NAVCAM [CC BY-SA 3.0-igo (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0-igo)] / Wikimedia Commons

Forscher von der Universität von Hawaii und der National Dong Hwa University in Taiwan ließen die abiotische Synthese von Harnstoff unter Bedingungen ablaufen, wie sie auf dem Kometen 67P/Churyumov–Gerasimenko beobachtet wurden. Das ist der Komet, auf dem vor fast genau einem Jahr, am 12. November 2014, die Sonde Philae mit ein paar unfreiwilligen Hüpfern gelandet war. Philae analysierte die Atmosphäre des Kometen und fand unter anderem das hochgiftige Kohlenmonoxid und die organische Verbindung Formamid.

Die Chemiker um Prof. Ralf Kaiser stellten ihr eigenes „Kometen-Eis“ her, indem sie gasförmiges Ammoniak und Kohlenmonoxid vermischten und anschliessend unter hohem Druck auf –267,5 °C abkühlten. Danach beschossen sie das Substanzgemisch mit Elektronen, wie sie auch in kosmischer Strahlung vorkommen. Dabei bildeten sich Harnstoff und dessen Vorstufe Formamid. Die Chemiker berichten, dass Harnstoff demnach auch auf Kometen im interstellaren Raum entstehen kann, wenn dort Ammoniak und Kohlenmonoxid kosmischer Strahlung ausgesetzt werden.

Bild:
Kohlenmonoxid reagiert mit Ammoniak unter Einwirkung kosmischer Strahlung („calactic cosmic ray„, GCR) zuerst zu einem Formyl-Radikal. Aus diesem Radikal entsteht anschließend Formamid, das auf zwei verschiedenen Wegen unter Einwirkung der Strahlen zu Harnstoff weiterreagieren kann.
Bild: Markus Förstel et al., Chem. Commun., 2015

Harnstoff ist nicht nur von großer Bedeutung als Dünger, Feuchtigkeitspflege und Abgasreiniger für Dieselmotoren, sondern auch ein wichtiger Baustein des Lebens. Die Molekülstruktur des Harnstoffs ist zum Beispiel in Cytosin und Uracil enthalten, die wichtige Bausteine unseres Erbgutes sind. Das Besondere daran ist, dass diese Moleküle auch spontan durch chemische Reaktionen entstehen können – ohne dass es einen lebenden Organismus braucht. Die ersten Bausteine aus denen sich auf unserem Planeten das Leben gebildet hat, könnten also tatsächlich im interstallaren Raum entstanden sein.

Titelbild: ESA/Rosetta/NAVCAM [CC BY-SA 3.0-igo] / Wikimedia Commons

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