Kosmochemie

Leiter: Fabian L.

Wasserstoff, Helium und Metalle: so stark vereinfacht sieht das Periodensystem der Astronomen aus. Doch wie entstanden eigentlich die ersten Atome und warum gibt es inzwischen davon so viele verschiedene? Wenn der Planet Erde zum Großteil aus Eisen, Sauerstoff und Silizium besteht, wie sind andere Himmelskörper aufgebaut und wie reagiert das alles zu organischem Leben? Neben der chemischen Geschichte des Weltalls geht es in dieser AG um riesige Wolken von Materie, gigantische Chemiekochtöpfe und Reaktionen vom Ursprung der Chemie. Die AG eignet sich für (chemische) Einsteiger und setzt kaum Vorkenntnisse voraus.

Kochtopf Kosmos – die KOCH-AG im ASL

AG-Bericht aus dem ASL 2018

In den schier unendlichen Weiten des tiefen Kosmos ist neben der Physik auch die Chemie ein unerlässlich wichtiges Hilfsmittel für das Verständnis naturwissenschaftlicher Prozesse. Aus diesem Grund erklärte Fabian L. im Rahmen des astronomischen Sommerlagers in seiner „KOCH-AG“ die Grundlagen der chemischen Reaktionen im Universum.

Um das zu ermöglichen, mussten wir zunächst klären, wie die Elementsynthese vonstatten ging, da die Grundbaustoffe des Lebens schwere Elemente benötigen. Die nach der Frühphase des Universums entstandenen extrem massereichen Sterne, die bereits nach wenigen Jahrmillionen in Supernovae explodierten, erzeugten die ersten schweren Elemente. Unter diesen befanden sich auch Kohlenstoff und Sauerstoff, welche für Leben wie wir es kennen unerlässlich wichtig sind. Die ersten Supernovae verteilten folglich die neu synthetisierten Stoffe im frühen Universum.

In der Folgezeit kam es zur Entstehung riesiger und komplexer Dunkelwolken, in denen die Bedingung für Gravitationsinstabilität erfüllt wurde. Dunkelwolken zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, elektromagnetische Strahlung teilweise zu absorbieren. Bedingt durch die physikalisch-chemischen Zustandsgrößen erfolgen in derartigen Wolken komplexe chemische Reaktionen. Mithilfe spektroskopischer Analysen fanden Wissenschaftler in Dunkelwolken bereits Aminosäuren, die Grundbaustoffe des Lebens. Um ein Verständnis für komplexe chemische Prozesse zu entwickeln, ist es jedoch nicht zwangsläufig erforderlich Hunderte Lichtjahre ins All hinaus zu schauen. Auch in unserem Sonnensystem tümmelt sich eine Vielzahl von Objekten auf denen potenziell größere Moleküle entstehen können. So lassen sich überall im Sonnensystem organische Verbindungen nachweisen.

Ungeachtet der bisherigen Untersuchungen stellten wir uns im Anschluss die Frage, ob auch anorganische Verbindungen als Grundlage für Leben dienen können. Zwecks der Beantwortung dieser Fragestellung formierte sich in der AG eine Diskussionsrunde, die sich auf wissenschaftlicher Basis über die Möglichkeiten der Entstehung außerirdischen Lebens auf der Grundlage von Silizium austauschte.

Die Kosmochemie-AG beschäftigt sich damit, wie aus Sternenstaub einfachere Biomoleküle entstehen könnten. Wie sich aus diesen richtiges Leben entwickeln kann fällt in den Themenbereich der Astrobiologie-AG.