Kam das Leben aus dem All?
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Wann und Wo entstehen
Sterne und Planeten?
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Außerirdisches
Leben?
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Wie entstehen Planeten?
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Leben auf der Erde
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Komplexe Moleküle im Weltall
Stephan Schlemmer, I. Physikalisches Institut Köln
Entstehung der Erde und des Lebens?
Die Schöpfung der Sonne und des Mondes
Wann und Wo
entstehen Sterne und Planeten?
Kosmologische Entwicklung: Zeitskalen
Kosmologische Entwicklung: Zeitskalen
Sterne und Planeten
gibt es seit
13 Milliarden Jahren
Wo entstehen Sterne und Planeten?
Wie entstehen Sterne und Planeten?
Himmel über Köln
01.02.2006 / 20 Uhr
Himmel über Köln
ORION
Himmel über Köln
Beteigeuze
Rigel
δ 34 Ori (Mintaka)
ε 46 Ori (Anilam)
ζ 50 Ori (Alnitak)
δ 34 Ori (Mintaka)
ε 46 Ori (Anilam)
ζ 50 Ori (Alnitak)
M42 Orion Nebula
M42 Orion Nebula
Lebenszyklus der Sterne
10 000 AU
3 Mio a
t=0
100 AU
500 AU
100 000 a
100 Mio a
Adlernebel
Adlernebel
Schockausflüsse
aus
Sternenscheibe
Kurz vor der Sternentstehung im Orionnebel
Junger Stern mit Akkretionsscheibe
Kurz nach der Sternentstehung
Sterne und Planeten
entstehen in
< 1 Milliarde Jahren
Lebenszyklus der Sterne
Nicht nur
das ist Leben!
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Was ist Leben?
Essentielle Eigenschaften des Lebens
• Stoffwechsel
• Fortpflanzung
• Mutationen
Teilfunktionen des Lebens
•
•
•
•
Fortbewegung
Reizempfinden
Vererbung
Regulation
Komplexes Leben
• Mehrzeller
Entwicklung der Erde und des Lebens
Sehr
kurz
Sehr
lang
Entstehung primitiven Lebens in
<< 1 Milliarde Jahren
Entstehung komplexen Lebens in
~ 4 Milliarden Jahren
Abiogenese
1. abiotische Synthese und Anhäufung einfacher
organischer Moleküle:
Aminosäuren und Nukleotide
2. Verknüpfung zu polymeren Makromolekülen
Proteine und Nukleinsäure
3. Strukturierung zu organell- und
zellähnlichen Einheiten
4. Bildung von Protobionten, die komplexe Moleküle
replizieren können und daraus
Vererbungsmechanismus
entwickeln
Miller–Urey experiment (1953)
Reaktanten: Wasser, Methan, Ammoniak, Wasserstoff
10–15% des Kohlenstoffs bilden organische Moleküle
2 % des Kohlenstoffs bildet Aminosäuren
Entstehung der Bausteine des Lebens
im Labor in
einigen Wochen
Entstehung organischer Bausteine
oder primitiven Lebens
im interstellaren Raum möglich?
Periodensystem
The Astronomer's
Periodic Tableder Astronomie
Kosmische Häufigkeit
einiger Elemente
H
He
C
Mg
Si
Fe
N
O
Ne
S
Ar
Element
Abundance
hydrogen (H)
helium
oxygen
carbon
neon
nitrogen
magnesium
Silcon
Sulfur
1.000.000
80.147
739
445
138
91
40
37
19
Physik und Chemie des Interstellaren Mediums
Temperatur = 10 K
Dichte = 104 cm-3
Staub und Eis
Gibb, Whittet et al. 2000
ISO, Spitzer
Eis
Staub
UV
Interstellares Eis: Reaktionsnetzwerk
Infrarot-Spektroskopie im Labor
Lichtquelle
gas
Gas
analyse
Absorption
gas
Nachweis
Nachweis
Infrarot-Spektroskopie im Labor
FTIR
Spektrometer
Lichtquelle
Probe
(nicht gezeigt)
Nachweis
Experiment: Hydrierung von reinem CO Eis
RAIR Spektrum,
5 ML, Tsurf = 15 K, H Fluß
8x1013 cm-2 s-1
time →
Reaktionsraten
und
Ausbeuten
Fuchs et al. (submitted)
Fuchs et al.
Auf den Spuren organischer Materie
Äthylformiat (2009)
IRAM 30m Telescop
n-Propylzyanid (2009)
NH2CH2CN
Amino Acetonitril
(2008)
Auf den Spuren organischer Materie
Bestandteil des Aromas vieler Früchte, wie
etwa der Himbeere, ist Äthylformiat
Äthylformiat C2H5OCHO
Kam das Leben aus dem All?
Murchison Meteorit
Murchison (1969)
Nahe Melbourne, West Australien
Kohlenstoffhaltiger Chondrite
10-12% Wasser
92 Aminosäuren
Ähnlich zu Miller-Urey Experiment
Präbiotische Chemie im Weltall
ALH84001
Wie kam das Wasser auf die Erde?
10 K
1000 K
Kam das Leben aus dem All?
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Sterne und Planeten entstehen aus
interstellaren Wolken
●
Komplexe Moleküle entstehen auf Staub
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Wasser stammt von Meteoriten
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