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Asteroid Bennu, von dem die NASA mit OSIRIS-REx Proben sammelte.(Bildnachweis: NASA/Goddard/University of Arizona)

Es gibt 20 Aminosäuren, aus denen die für das Leben auf unserem Planeten erforderlichen Proteine bestehen – und Wissenschaftler haben jetzt genau 14 davon auf einem Millionen von Kilometern entfernten Asteroiden gefunden. Der fragliche Asteroid mit dem Namen Bennu stand im Mittelpunkt einer sehr verträumten NASA-Mission namens OSIRIS-REx, die 2016 startete.

Das erste Ziel von OSIRIS-REx war es, eine Raumsonde in Richtung des grauen, klumpigen Objekts zu schießen und ganz nah an die Oberfläche zu bringen, damit die Sonde mit einem Roboterarm einige Gesteinsproben einsammeln konnte. Das zweite Ziel bestand darin, diese Proben für die lange Reise zurück zur Erde im Raumschiff zu versiegeln, um sie sicher durch die Atmosphäre unseres Planeten zu bringen. Mit anderen Worten: OSIRIS-REx sollte unberührte Asteroidenbrocken nach Hause bringen, um sie in einem Labor zu analysieren. Dieser brillante Plan hat funktioniert. Die Proben landeten 2023 in der Wüste von Utah, und seither haben Wissenschaftler diese unbezahlbaren Stücke von Bennu nach Daten durchforstet.

Bislang haben sie es geschafft, Dinge wie die Tatsache zu enthüllen, dass der Asteroid Bennu – ein Weltraumgestein, das für das frühe Sonnensystem repräsentativ ist – offenbar wasser- und kohlenstoffhaltige Verbindungen enthält. Dies war jedoch mehr oder weniger erwartet worden (oder wurde zumindest aktiv als Bestätigung für die Theorien der Wissenschaftler über Bennu erhofft). Die neuesten Entdeckungen des Teams, die die NASA am Mittwoch (29. Januar) vorstellte, kommen ein wenig überraschend und werfen viele spannende Fragen auf. Am bemerkenswertesten ist wahrscheinlich, dass die Forscher die bereits erwähnten 14 Aminosäuren, eine hohe Konzentration von Ammoniak und die fünf Nukleobasen gefunden haben, die das Leben auf der Erde zur Übertragung genetischer Anweisungen in der DNA und RNA verwendet.

„Die Ergebnisse zeigen nicht, dass es Leben gibt, aber sie deuten darauf hin, dass die Bedingungen, die für die Entstehung von Leben notwendig waren, wahrscheinlich im frühen Sonnensystem weit verbreitet waren“, sagte Nicky Fox, Associate Administrator, Science Mission Directorate, NASA Headquarter, Washington, auf einer Pressekonferenz am 29. Januar vor Journalisten. „Das erhöht natürlich die Wahrscheinlichkeit, dass sich Leben auf anderen Planeten gebildet hat.“

Verbotene Brühe

Auf dieser Pressekonferenz gab es noch weitere Enthüllungen über die Bennu-Proben, und es ist bemerkenswert, dass so gut wie alle davon darauf hindeuten, dass der Asteroid die richtigen Zutaten für Leben, wie wir es kennen, hatte. Dies wirft für die Wissenschaftler eine große Frage auf: Warum hat sich auf Bennu kein Leben gebildet?

„Dies ist ein zukünftiges Forschungsgebiet für Astrobiologen aus der ganzen Welt“, sagte Jason Dworkin, Projektwissenschaftler von OSIRIS-REx am Goddard Space Flight Center der NASA in Maryland. „Wenn wir Bennu als Beispiel für einen Ort betrachten, der alles hatte, aber kein Leben hervorbrachte – warum war die Erde so besonders?“

Wissenschaftler fanden beispielsweise Hinweise auf eine salzige Sole oder „Brühe“ mit Spuren von 11 Mineralien, die reich an Natriumcarbonat, Phosphat, Sulfat, Chlorid und Fluorid sind.

„Wir sehen diese riesige Bandbreite an Salzen“, sagt Sara Russell, eine kosmische Mineralogin am Natural History Museum in London. „Wir glauben, dass wir die Geschichte finden, in der das Wasser, das organische Material und all diese bioessentiellen Elemente zusammen auf Asteroiden wie Bennu im frühen Sonnensystem zur Erde und auch zu anderen Planeten transportiert wurden, um sie mit allen Zutaten zu versorgen, die sie für den Start des Lebens brauchten.“

Das Team fand in den Bennu-Proben auch Ammoniak – sehr viel Ammoniak. Sie fanden etwa 230 Teile pro Million davon, was laut Danny Glavin, leitender Wissenschaftler für die Probenrückführung am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, etwa 100 Mal mehr ist als der natürliche Ammoniakgehalt in den Böden der Erde.

„Ammoniak ist natürlich für viele biologische Prozesse unerlässlich“, sagte Glavin. „Es war wahrscheinlich ein wichtiger chemischer Baustein bei der Bildung von Aminosäuren und Nukleobasen und wiederum der genetischen Komponenten von DNA und RNA.“

Das OSIRIS-REx-Team sagt, dass dies darauf hindeutet, dass Bennu – oder zumindest der Mutter-Asteroid, von dem Bennu vermutlich abgebrochen ist – einst in den kälteren, äußeren Regionen des Weltraums existiert haben muss, da Ammoniak eine flüchtige Substanz ist. Damit Ammoniak in Salzform existieren kann, muss die Umgebung kalt sein. So haben Wissenschaftler auch auf dem Zwergplaneten Ceres, der im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter liegt, und in den Rauchfahnen des berühmten Saturnmondes Enceladus Hinweise auf Ammoniak in Salzform gefunden. Im Laufe der Jahre hat Enceladus bei der Suche nach Leben außerhalb der Erde die verdiente Aufmerksamkeit erhalten.

Vielleicht fasst Fox es am besten zusammen: „Das OSIRIS REx-Team hat entdeckt, dass Bennu viele Vorläuferbausteine des Lebens enthält, zusammen mit dem Beweis, dass er von einer alten feuchten Welt stammt und Materialien enthält, die darauf hindeuten, dass Bennu aus den kältesten Regionen des Sonnensystems stammt, die wahrscheinlich jenseits der Saturnumlaufbahn liegen.“

Enceladus‘ Abgasfahnen. (Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/SSI)

Eine Hypothese, vereitelt

In einem anderen Gedankengang – und meiner persönlichen Lieblingsentdeckung von Bennu bisher – hat die OSIRIS-REx-Probenanalyse auch etwas Seltsames über die „Chiralität“ der in den Bennu-Proben gefundenen Moleküle mitgeteilt. Chiralität ist ein Begriff aus der Chemie und bezieht sich im Wesentlichen auf die Ausrichtung eines Moleküls. Ein Molekül gilt als „chiral“, wenn es nicht mit einem Spiegelbild seiner selbst überlagert werden kann, egal was man versucht. Das bedeutet, dass es zwei Versionen dieses Moleküls geben muss, eine linkshändige und eine rechtshändige Version. (Denken Sie an Ihre eigene linke und rechte Hand. Wenn Ihre Handflächen nach oben zeigen, gilt dieses Prinzip auch für sie).

„Alles Leben auf der Erde basiert auf der linkshändigen Form“, sagte Glavin. „Und das ist ein großes Rätsel … wir wissen nicht, wie das passiert ist.“

Wie Glavin erklärt, untersuchen Wissenschaftler seit Jahrzehnten Meteoriten, um die Händigkeit der Moleküle im Weltraum mit der auf der Erde zu vergleichen – und sie scheinen immer wieder festzustellen, dass Meteoriten, insbesondere solche mit einer ähnlichen Zusammensetzung wie Bennu, überwiegend linkshändige Moleküle aufweisen. Aber Meteoriten werden nicht wie die Bennu-Proben als Prinzessin behandelt. Sie sind mehr oder weniger kontaminiert durch all die Dinge, die sie durchlaufen, bevor sie auf unseren Planeten treffen.

Was ist neu und was ist nicht neu

Es gibt ein paar Dinge, die in Bezug auf die Neuartigkeit von OSIRIS-REx erwähnenswert sind. Zunächst einmal ist es nicht das erste Mal, dass Wissenschaftler Proben aus dem Weltraum zur Analyse auf die Erde zurückbringen – ich schaue dich an, Apollo-Mondgestein – und es ist auch nicht das erste Mal, dass insbesondere Asteroidenproben mit menschlichem Zutun auf der Erde landen. Tatsächlich ist es nicht einmal das erste Mal, dass wir diese verlockenden Bausteine des Lebens überhaupt auf einem Asteroiden gefunden haben.

OSIRIS-REx hat aber auch seine eigenen Gründe, sich zu rühmen.

Die allererste Mission zur Rückführung von Gesteinsproben aus dem All wurde von der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA durchgeführt, die etwa 5 Gramm Material vom Asteroiden Ryugu zur Erde brachte. OSIRIS-REx gelang es, etwa 121 Gramm (4,3 Unzen) zurückzubringen. Fünf Gramm Asteroidenstücke reichten jedoch aus, um einige spannende Ergebnisse zu erzielen, die erahnen lassen, wozu 121 Gramm Asteroidenstücke führen könnten. Das gilt vor allem, wenn man bedenkt, dass die NASA einige dieser Gramm tiefgefrieren will, damit künftige Wissenschaftler, die vielleicht noch nicht geboren sind, eines Tages ebenfalls von OSIRIS-REx profitieren können – mit zwangsläufig besserer Technologie und besserem Kontext.

„Das Ziel war es, 60 Gramm Material zu bergen – wir haben mehr als das Doppelte bekommen“, sagte Dworkin. „Und diese Probe steht für weitere und tiefergehende Studien zur Verfügung.“

Im Hinblick auf die hier diskutierte Chemie ist es auch wahr, dass die auf Bennu gefundenen organischen Stoffe bereits auf anderen Meteoriten gefunden wurden. Einige der 20 Aminosäuren des Lebens wurden sogar in den von JAXA entnommenen Proben von Ryugu gefunden. Was die Ryugu-Proben betrifft, so haben die Wissenschaftler dort auch Ammoniak gefunden (wenn auch nicht ganz so große Mengen wie in den Bennu-Proben) sowie Spurenmineralien (allerdings anderer Art).

Zunächst einmal sind die OSIRIS-REx-Proben im Vergleich zu Meteoriten, die in die Erdatmosphäre eindringen und einen feurigen Wiedereintritt durchlaufen, bevor sie auf den Boden stürzen, unberührt, da die NASA für ihre Lieferung ein Raumschiff verwendet hat. Und wenn es um Ryugu geht, ist es immer gut, einen doppelten Beweis für organische Asteroiden zu haben, um damit zu beginnen.

„Unterm Strich haben wir ein höheres Vertrauen, dass das organische Material, das wir in diesen Proben sehen, extraterrestrisch und nicht kontaminiert ist“, sagte Glavin. „Wir können diesen Ergebnissen vertrauen.“

Letzen Endes könnte die makellose Qualität der Bennu-Proben – und auch der Ryugu-Proben – der Grund dafür sein, dass die Wissenschaftler diese spannenden Gesteinsmoleküle überhaupt finden konnten.

Raum gebracht wurden.

Der Asteroid Ryugu, wie er von der japanischen Raumsonde Hayabusa2 am 26. Juni 2018 gesehen wurde. (Bildnachweis: JAXA, University of Tokyo, Kochi University, Rikkyo University, Nagoya University, Chiba Institute of Technology, Meiji University, University of Aizu, AIST)

Das war noch nicht alles. Um die Genauigkeit weiter zu gewährleisten, untersuchte das Team sogar Rückstände, die möglicherweise vom Raumfahrzeug selbst stammen und die Proben und die daraus gewonnenen Daten verfälscht haben könnten.

„Ich möchte auch erwähnen und den Startdiensten des Kennedy Space Centers dafür danken, dass sie uns geholfen haben, Proben der Hydrazin-Treibstoffe zu erhalten, die auf der Raumsonde verwendet wurden, um zu testen und zu überprüfen, ob das Ammoniak, das von den Hydrazin-Treibstoffen auf der Raumsonde erzeugt wird, sich chemisch von dem Ammoniak unterscheidet, das wir in der Probe nachweisen“, sagte Dworkin.

Was bleibt uns also an diesem Punkt? Nun, wie so oft in der Weltraumforschung bedeutet eine höhere Datenqualität klarere Antworten, und klarere Antworten bedeuten in der Regel einen Eimer voller zusätzlicher Fragen.

„Für mich lautet die Frage: Warum hat sich auf Bennu kein Leben gebildet?“ sagte Fox. „Was war der Grund dafür, dass sich auf einigen dieser anderen Körper kein Leben gebildet hat?“

Diese Ergebnisse wurden am 29. Januar in zwei Artikeln in den Zeitschriften Nature und Nature Astronomy veröffentlicht.