Astrobiologer jagar livets byggstenar i rymden

Den amerikanska rymdexpeditionen till Saturnus med farkosterna Cassini och Huygens rapporterade för några år sedan att atmosfären kring månen Titan förutom kväve och metan innehåller mängder av intressanta ämnen. Det blev startskottet för idéer om att mer komplexa molekyler skulle kunna byggas upp av gaser i mån- och planetatmosfärer.

– Energirik strålning från bland annat solen fungerar som ett tändstift i en motor och sätter igång reaktioner så att atmosfären blir en fabrik för nya ämnen. Det finns många teorier om vad som kan bildas och hur det går till, men mycket är bara gissningar. Det behövs experiment för att utforska vilka mekanismer som leder till att stabila molekyler bildas, säger Wolf Geppert, docent vid Fysikum.

Han förklarar att liknande reaktioner även kan ske i de interstellära gasmoln där nya planeter bildas. Laddade molekyljoner som uppstår i sådana moln och högt upp i atmosfärer är extra intressanta att studera eftersom de är reaktiva även vid de låga temperaturer som råder där. För att tolka resultaten från Titan och observationer av molekyler i gasmoln har Wolf Geppert arbetat med instrumentet CRYRING, där molekyljoner har accelererats och kollideras med elektroner för att undersöka reaktioner som sker i dessa miljöer.

Tholiner startskott för livet?

– Vi har bland annat undersökt kemin för hur vissa kväveföreningar kan bildas som i sin tur formar en grupp ämnen som kallas tholiner och ger Titans atmosfär en orange färg. Med vatten kan de omvandlas till byggstenar för proteiner och DNA. Kanske var just tholiner startskottet för livet på jorden, eftersom Titans atmosfär tros likna den på jorden för flera miljarder år sedan.

Wolf Gepperts forskning ingår i det tvärvetenskapliga området astrobiologi, som förenar astronomi, biologi, geologi, fysik och kemi. Områdets grundläggande frågor kretsar kring hur livet uppstod på jorden och förutsättningarna för liv på andra planeter.
Universitetet satsade 2006 på en forskarskola i astrobiologi som snart utbildat tio doktorer. Naturvetenskapliga fakulteten förstärker nu området ytterligare och satsar sammanlagt sex miljoner kronor kommande fyra år. Verksamheten koordineras från Stockholm University Astrobiology Centre, som invigdes 2 september med ett endagssymposium med ledande internationella astrobiologer.

Störst i Norden

Wolf Geppert förklarar att de extra fakultetsmedlen bland annat kommer att användas för att anställa nya postdoktorer och doktorander.
– Astrobiologi finns vid fler lärosäten i Norden, men inget har vår stora bredd och involverar forskare från så många discipliner. Att kunna samarbeta över ämnesgränserna för att försöka besvara komplicerade vetenskapliga frågor tillsammans är väldigt stimulerande.

Han slutför nu en stor översiktartikel av forskningen inom jonkemi i rymden. Arbetet kommer att gå vidare med ett nytt instrument kallat DESIREE som snart står klart på Fysikum. Där blir det möjligt att studera reaktioner mellan större molekyljoner, dessutom vid mycket låga temperaturer som gör att forskarna kan efterlikna förhållandena i atmosfärer och interstellära gasmoln ännu bättre.

Fakta

Astrobiologi är en del av området Atom- och molekylfysik som är ett av 30 ledande områden vid universitetet. Det nybildade Stockholm University Astrobiology Centre koordinerar den astrobiologiska verksamheten vid Fysikum, Institutionen för geologiska vetenskaper, Institutionen för astronomi samt Institutionen för molekylärbiologi och funktionsgenomik.

Text: Andreas Nilsson