Ist Weltraumstaub der Ursprung des Lebens? Sternenstaub ist nicht nur Müll – Weltraumstaub hat die Bausteine des Lebens massenhaft produziert.

„Staub, den man putzen möchte“, spielt im Weltraum eine Hauptrolle?

Der Staub, der sich in den Ecken des Zimmers ansammelt, ist einfach nur lästig. Doch der im Weltraum schwebende „Staub“, also kosmischer Staub, könnte in der Geschichte des Lebens eine überraschend wichtige Rolle spielen.

Ein am 24. November 2025 auf Phys.org veröffentlichter Artikel mit dem Titel „Cosmic dust vital for sparking life in space“ berichtet über Forschungsergebnisse, die das Bild von kosmischem Staub völlig verändern. Ein internationales Team unter der Leitung der Heriot-Watt University (Schottland) berichtete, dass ohne kosmischen Staub komplexe organische Moleküle, die für das Leben notwendig sind, möglicherweise nicht effizient entstehen könnten.Phys.org

Diese Forschung wurde in der begutachteten wissenschaftlichen Zeitschrift The Astrophysical Journal veröffentlicht und trägt den herausfordernden Titel „Kann kosmischer Staub eine ‚Voraussetzung‘ für die molekulare Evolution des Lebens sein?“Phys.org

Ein „Staub-Sandwich“ als Weltraum-Nachahmung

Das Forschungsteam hat im Labor von Dr. Alexey Potapov in Jena, Deutschland, eine „Sandwich-Struktur“ geschaffen, die den Weltraum nachahmt.hw.ac.uk

1. Auf einer Glasunterlage wurden poröse Silikatpartikel (ein Mineral, das Magnesium enthält), die durch Laserablation hergestellt wurden, sanft aufgeschichtet.

2. Darüber und darunter wurden hauchdünne Eisschichten aus Kohlendioxid (CO₂) und Ammoniak (NH₃) aufgetragen.

3. Das Ganze wurde auf etwa minus 260°C (ungefähr 13K, eine Temperatur, die nahe an der von interstellaren Molekülwolken liegt) abgekühlt und langsam auf etwa minus 190°C (eine Temperatur, die in protoplanetaren Scheiben angenommen wird) erwärmt.

Währenddessen diffundieren die CO₂- und NH₃-Moleküle durch die Netzwerkstruktur des Silikatstaubs, stoßen in engen Gängen zusammen und reagieren miteinander. Das Ergebnis dieser Reaktion ist eine Verbindung namens Ammoniumcarbamat.Phys.org

Ammoniumcarbamat ist in chemischen Experimenten auf der Erde ein bekanntes Material, wird jedoch im Kontext des Weltraums als „Vorläufer von Harnstoff und noch komplexeren organischen Molekülen“ betrachtet. Harnstoff ist ein wichtiges Molekül, das weitreichend mit Lebewesen auf der Erde in Verbindung steht. Wenn seine Vorstufe im Weltraum gebildet wird, könnte dies ein bedeutender Schritt in den Szenarien zur Entstehung des Lebens sein.

Interessant ist, dass die Reaktion kaum fortschritt, wenn die Staubschicht weggelassen wurde und nur CO₂- und NH₃-Eis aufgeschichtet wurden. Das bedeutet, dass „das Vorhandensein von kosmischem Staub“ die Reaktion dramatisch beschleunigt.hw.ac.uk

Die Chemie von „Säure und Base“, die der Staub auslöst

Das Wesen dieses Phänomens liegt in der „katalytischen Wirkung von Säure und Base“. CO₂ verhält sich als schwache Säure, NH₃ als Base, und durch den Austausch von Protonen (H⁺) zwischen ihnen entsteht Ammoniumcarbamat. Das Forschungsteam gibt an, dass diese säure-basierte Katalyse, die mit Protonentransfer einhergeht, unter extrem niedrigen Temperaturen und ultrahohem Vakuum, wie im Weltraum, experimentell zum ersten Mal bestätigt wurde.hw.ac.uk

Normalerweise verlangsamt sich die Bewegung von Molekülen bei niedrigeren Temperaturen, und die Reaktionsgeschwindigkeit sinkt stark. Dennoch wird die Reaktion durch das Vorhandensein von Staub effizienter, was aus folgenden Gründen erklärt werden könnte:

• Die Oberfläche ist um Größenordnungen größer
  Poröser Staub hat eine schwammartige Struktur mit unzähligen Löchern und Gängen. Moleküle haften daran und bewegen sich umher, wodurch die Wahrscheinlichkeit, dass sie sich treffen, erheblich steigt.

• Moleküle werden „eingefangen und nicht losgelassen“
  Im Vakuum zerstreuen sich Moleküle schnell, aber die Stauboberfläche dient als temporäre Basis, die die Aufenthaltszeit der Moleküle verlängert.

• Lokal könnten Temperatur und elektrische Felder schwanken
  Die Unebenheiten der Oberfläche oder Ladungsungleichgewichte könnten „Hotspots“ sein, die Protonentransfers erleichtern.

Tatsächlich wird die Idee, dass „kosmischer Staub nicht nur eine Bühne für chemische Reaktionen ist, sondern aktiv die Spielregeln ändert“, in den letzten Jahren durch Forschung zunehmend gestärkt. In einem Experiment aus dem Jahr 2020 wurde beispielsweise gezeigt, dass künstliche Staubpartikel, die mit Eis bedeckt sind, eine viel „fluffigere und größere Oberfläche“ haben als bisher angenommen, was die Effizienz der organischen Molekülbildung erheblich beeinflussen könnte.Phys.org

Die aktuelle Forschung zeigt als neueste Entwicklung dieser Reihe die Kraft der Staubkatalyse in einem „konkreten Reaktionssystem (CO₂ + NH₃ → Ammoniumcarbamat)“.

Das Universum ist voller nanoskaliger Reaktoren

Wenn man den Ursprung des kosmischen Staubs zurückverfolgt, gelangt man zu den äußeren Schichten von Roten Riesen oder den Überresten von Supernova-Explosionen, den Schauplätzen von Geburt und Tod der Sterne. Die dort entstandenen Silikat- oder Kohlenstoffpartikel kühlen ab und wandern durch den interstellaren Raum, während sie dünne Eisschichten annehmen – Forscher nennen solche Partikel „kleine Weltraumlabore“.Phys.org

Wie in der aktuellen Studie gezeigt, könnten einfache Moleküle wie CO₂ und NH₃ im Inneren dieses Labors an der Stauboberfläche adsorbiert werden, sich bewegen und miteinander reagieren, um zu komplexeren organischen Molekülen zu evolvieren. Eine andere Studie schlägt vor, dass Moleküle, die den „Buchstaben“ des Lebens wie Aminosäuren entsprechen, in interstellarem Staub oder Planetesimalen gebildet wurden und auf die Erde regneten.Phys.org

In den Anfang 2025 veröffentlichten Analyseergebnissen von NASA-Proben des Asteroiden Bennu wurden auch 14 Arten von Aminosäuren und Basen, die als Bausteine von DNA und RNA dienen, nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass „die Materialien des Lebens im frühen Sonnensystem weit verbreitet waren“.NASA

Wenn man diese Ergebnisse zusammenfügt, entsteht folgendes Bild:

1. Mit dem Tod eines Sterns entstehen Staubpartikel.

2. In extrem kalten Molekülwolken werden die Stauboberfläche und dünne Eisschichten zu „Reaktoren“, in denen organische Moleküle synthetisiert werden.Phys.org

3. Der Staub, der diese Moleküle enthält, sammelt sich zu Asteroiden und Kometen, von denen einige auf junge Planeten regnen.NASA

Es ist allgemein bekannt, dass der Kohlenstoff und Stickstoff, aus dem unser Körper besteht, ursprünglich im Inneren von Sternen gebildet wurde. Die aktuelle Forschung konkretisiert jedoch ein wenig, „in welcher ‚molekularen Form‘ diese Elemente auf die Planeten gelangten“.

Reaktionen in sozialen Netzwerken: Romantiker, Sci-Fi-Fans und Skeptiker

※ Die im Folgenden vorgestellten Kommentare aus sozialen Netzwerken sind „rekonstruierte Beispiele“ basierend auf den Inhalten der Nachrichten und den allgemeinen Reaktionsmustern auf wissenschaftliche Nachrichten und beziehen sich nicht auf bestimmte reale Konten.

Obwohl diese Nachricht erst kürzlich veröffentlicht wurde, wird sie bereits in der Community der Wissenschaftsnachrichten-Enthusiasten auf Plattformen wie X (ehemals Twitter), Threads und Reddit geteilt. Die Beiträge lassen sich grob in drei auffällige Typen einteilen:

1. Romantiker: „Wir sind doch Sternenstaub“

Von allgemeinen Nutzern, die den Weltraum lieben, kommen sentimentale Kommentare.

• „Ich mag den Staub in meinem Zimmer nicht, aber wenn ich daran denke, dass ich aus kosmischem Staub gemacht bin, ist das kompliziert 😇 #Sternenstaub“

• „Dass kosmischer Staub der Auslöser für Leben ist, wird langsam mehr als nur Science-Fiction.“

Solche Beiträge erhalten viele „Likes“, und es werden Illustrationen und Kurzgeschichten geteilt, die den Ausdruck „aus Sternenstaub geboren“ verwenden.

2. Wissenschafts-Community: „Ein unscheinbares, aber äußerst wichtiges Ergebnis“

Accounts von Forschern oder Wissenschaftskommunikatoren versuchen, die Ergebnisse nüchtern einzuordnen, indem sie Links zu den Artikeln und verwandten Forschungen teilen.

• „CO₂ + NH₃ + Staub → Ammoniumcarbamat. Der Punkt ist, dass die säure-basierte Katalyse bei extrem niedrigen Temperaturen experimentell nachgewiesen wurde.“

• „Es geht nicht darum, dass ‚Leben aus kosmischem Staub entstanden ist‘, sondern dass ‚Staub die molekulare Evolution erleichtert‘.“

Einige stellen auch die Forschung von 2020 über die „fluffige Struktur“ von Staubpartikeln vor und erklären in langen Threads, dass „die Geschichte, die dieselbe Gruppe über 20 Jahre aufgebaut hat, hier zusammenkommt“.Phys.org

3. Skeptiker und Kritiker: „Und, kann Leben wirklich entstehen?“

Andererseits gibt es auch Stimmen, die betonen, „dass