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ASTROBIOLOGIE
Suche nach Leben auf Eismonden
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Freien Universität Berlin
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23. Juni 2020

Einige Eismonde um die Gasriesen Jupiter und Saturn könnten unter ihrer Oberfläche einen lebensfreundlichen Ozean verbergen. Zwei neue Studien zeigen nun, dass Instrumente zukünftiger Weltraummissionen tatsächlich in der Lage sein sollten, in den Gas- und Eisfontänen dieser Monde Aminosäuren, Fettsäuren und Peptide nachzuweisen und biologische Prozesse aufzuspüren.

Enceladus

Mit künftigen Missionen sollte es möglich sein, Leben auf Eismonden wie Enceladus zu entdecken (künstlerische Darstellung). Bild: NASA / JPL-Caltech  [Gesamtansicht]

Enceladus ist einer der Monde des Saturn und berühmt für seine Gas- und Eisfontänen, die er in das Weltall ausstößt. Das Material dieser Fontänen stammt von dem unter einem Eispanzer liegenden unterirdischen Ozean des Mondes. Ein ähnliches Phänomen findet vermutlich auf dem Jupitermond Europa statt. Die Zusammensetzung der von diesen Wasserwelten ausgestoßenen Eisteilchen kann von Raumsonden beim Durchflug durch die Eisfontänen untersucht werden. Dies gelingt, indem die Partikel mit sogenannten Einschlagsionisations-Massenspektrometern analysiert werden.

 Wissenschaftler der Freien Universität Berlin haben nun Laborexperimente durchgeführt, bei denen sie die im Weltall aufgenommenen Massenspektren solcher Eisteilchen detailgetreu simuliert haben. "In unserer ersten Studie haben wir Experimente mit Aminosäuren, Fettsäuren und Peptiden durchgeführt, um das spektrale Erscheinungsbild dieser organischen Moleküle, die in den Eisteilchen eingeschlossen sein könnten, vorherzusagen", erklärt Fabian Klenner. "Unsere Daten zeigen, dass diese potenziellen Biomoleküle sogar in sehr geringen Konzentrationen eindeutig identifizierbar sind."

Diese Ergebnisse führten die Forscher zur nächsten Frage: Könnten Massenspektrometer auf Raumsonden gegenwärtig ablaufende biologische Prozesse auf Ozeanwelten aufspüren? "Einfach nur die Biomoleküle zu identifizieren, reicht nicht aus", sagt der Leiter der Forschungsgruppe Planetologie Prof. Frank Postberg. "Aminosäuren können beispielsweise auch durch chemische Prozesse ohne Mitwirkung von Leben entstehen. Wir müssen also ein bestimmtes spektrales Muster aus verschiedenen Aminosäuren identifizieren, um sicher zu sein, dass biologische Prozesse am Werk sind."

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Das Team untersuchte das Verhalten von Mixturen potenzieller Biomoleküle in einem Szenario, das für Ozeanwelten realistisch ist. Hierbei fügten die Forscher auch eine Vielzahl von anderen organischen und inorganischen Substanzen zu ihren Proben hinzu und waren in der Lage, zwischen abiotischen und biotischen "Fingerabdrücken" in den Massenspektren zu unterscheiden. "Chemische Prozesse, die auf Leben in einer außerirdischen Wasserwelt hinweisen, durch das Beproben von ein paar winzigen Eisteilchen aufzuspüren, wäre ein entscheidender Schritt für das Finden von Leben außerhalb der Erde. Und wir haben gezeigt, dass dies mit einem Massenspektrometer auf einer vorbeifliegenden Raumsonde möglich ist", so Klenner.

Die Ergebnisse der jetzt vorgestellten Studien kommen rechtzeitig für die Europa-Clipper-Mission der NASA zum Jupitermond Europa, deren Start für 2024 geplant ist. Die Raumsonde wird ein für das Aufspüren von Biomolekülen geeignetes Massenspektrometer mitführen, an dem die Forschungsgruppe Planetologie der Freien Universität Berlin maßgeblich beteiligt ist. Die zwei internationalen Studien wurden in Zusammenarbeit mit der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, dem Jet Propulsion Laboratory der NASA in Kalifornien, dem Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung in Leipzig, der Universität Leipzig, der University of Colorado in Boulder, dem Southwest Research Institute in Texas und der Cornell University in New York durchgeführt.

Über die Studien berichtet das Team in zwei Fachartikeln, die in der Zeitschrift Astrobiology erschienen sind.

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Saturnmond Enceladus: Mikroorganismen könnten überleben - 5. März 2018
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Jupitermond Europa: Alle Zutaten für Leben vorhanden? - 22. Mai 2002
Links im WWW
Fachartikel in Astrobiology (1)
Fachartikel in Astrobiology (2)
Freie Universität Berlin
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