Neue Erkenntnisse über die Ursprünge der Chemie des Lebens

In einer wegweisenden Kooperation zwischen dem Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (MPE) und dem Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) ist es Forschenden gelungen, das bislang größte schwefelhaltige Molekül im interstellaren Raum nachzuweisen. Bei der entdeckten Verbindung handelt es sich um 2,5-Cyclohexadien-1-thion (C₆H₆S), ein komplexes Molekül mit einem stabilen sechsgliedrigen Ring, das aus insgesamt 13 Atomen besteht und damit alle bisher bekannten Schwefelverbindungen im All an Größe übertrifft.

Dieser wissenschaftliche Durchbruch stützt sich auf eine präzise Kombination aus Laborexperimenten und astronomischen Beobachtungen in der Molekülwolke G+0,693–0,027, die etwa 27.000 Lichtjahre von uns entfernt in der Nähe des galaktischen Zentrums liegt. Dr. Mitsunori Araki ordnet die Bedeutung der Entdeckung wie folgt ein: „Dies ist die erste eindeutige Entdeckung eines komplexen, ringförmigen schwefelhaltigen Moleküls im interstellaren Raum – und ein entscheidender Schritt, um die chemische Verbindung zwischen dem All und den Bausteinen des Lebens zu verstehen.“

Die chemische Brücke zum Ursprung des Lebens

Lange Zeit stellte die Suche nach komplexen Schwefelverbindungen im interstellaren Raum ein zentrales Rätsel der Astrochemie dar, da Astronomen dort bisher fast ausschließlich kleine Moleküle mit maximal sechs Atomen nachweisen konnten. Obwohl die Wissenschaft aufgrund der essenziellen Rolle von Schwefel in Proteinen und Enzymen bereits seit geraumer Zeit größere organische Verbindungen vermutete, blieben diese im All unentdeckt. Damit klaffte eine beträchtliche Lücke im Verständnis darüber, wie die interstellare Chemie mit dem komplexen organischen Inventar von Kometen und Meteoriten in unserem Sonnensystem zusammenhängt.

Mit der Entdeckung von C₆H₆S wurde nun erstmals ein Molekül identifiziert, das strukturell eng mit jenen Proben verwandt ist, die man in extraterrestrischem Material auf der Erde gefunden hat. Dieser Erstnachweis seiner Art fungiert somit als direkte chemische Brücke zwischen dem interstellaren Medium und der Entwicklung unseres eigenen Sonnensystems.

Ein präziser „Radiofingerabdruck“ entschlüsselt das All

Der Erfolg dieser Entdeckung beruht auf der engen Verzahnung von präziser Laborarbeit und anschließenden astronomischen Beobachtungen. Um das gesuchte Molekül überhaupt identifizieren zu können, synthetisierte das Team die Verbindung zunächst künstlich im Labor. Hierfür setzten die Forschenden die übel riechende Flüssigkeit Thiophenol (C₆H₅SH) einer elektrischen Entladung von 1.000 Volt aus.

Mit einem eigens entwickelten Spektrometer gelang es anschließend, die spezifischen Radiowellenfrequenzen von C6​H6​S exakt zu vermessen. Dabei entstand ein einzigartiger „Radiofingerabdruck“, der eine Präzision von mehr als sieben Dezimalstellen aufweist. Dieses hochgenaue Laborsignal diente als Referenz, um es mit den Daten einer groß angelegten astronomischen Beobachtungskampagne unter der Leitung des CAB abzugleichen. Die dafür genutzten Daten wurden mit den leistungsstarken Radioteleskopen IRAM 30 m und Yebes 40 m in Spanien gewonnen, wodurch die Existenz des Moleküls in den Tiefen des Weltraums zweifelsfrei bestätigt werden konnte.

Prästellare Chemie: Die tiefen Ursprünge der Lebensbausteine

Die Tragweite dieser Forschungsergebnisse wird besonders durch die zeitliche Einordnung deutlich. Dr. Valerio Lattanzi, Wissenschaftler am MPE, erläutert: „Unsere Ergebnisse zeigen, dass ein 13-Atom-Molekül, das strukturell jenen in Kometen ähnelt, bereits in einer jungen, sternlosen molekularen Wolke existiert. Dies beweist, dass die chemischen Grundlagen für Leben bereits lange vor der Sternentstehung entstehen.“

Daraus lässt sich ableiten, dass im interstellaren Raum vermutlich noch eine Vielzahl weiterer komplexer Schwefelverbindungen ihrer Entdeckung harrt. Die Studie legt nahe, dass die essenziellen Bausteine des Lebens nicht erst auf Planeten, sondern bereits in den eisigen Tiefen des Alls geformt wurden – zu einem Zeitpunkt, als unsere Erde noch gar nicht existierte.

Quelle

Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (01/2026)