Vores generations månelanding

Det er en historisk rummission, der nu opnår sit foreløbige højdepunkt. Satellitten ROSETTA har været undervejs i godt 10 år, og er meget tæt på at kunne sende en lang række uvurderlige informationer ned til os fra en komet ude i rummet, der kan fortælle os om livets oprindelse på Jorden.

Her ses en illustration af, hvordan landingsmodulet Philae skal hægte sig fast på overfladen af kometen. Landingsmodulet medbringer en række videnskabelige instrumenter, der skal sende de første informationer om en komets molekylære sammensætning ned til os. (Ill: ESA/ATG medialab)

Intet vand. Intet liv. Så enkelt kan det siges. I mange år har kilden til det vand, der har gjort livet på Jorden muligt, været et mysterium. Ingen har vidst, hvor det er kommet fra, hvis vi antager, at Jorden begyndte som et glødende inferno af lava, da solsystemet blev skabt. Men hvis vi kigger mod himmelen, findes der måske et svar derude: kometerne.

De findes i et utal i vores solsystem. Man mener, de er del af resterne fra dannelsen af planeterne; fastfrosne ’tidslommer’ af støv, gas og is ude i det kolde og tomme rum, der er flere milliarder år gamle, og som kredser rundt om Solen i langstrakte baner.

Indtil nu har kometerne været en kilde til dommedagstanker i science fiction film, og udgjort det stof som teorier om sammensætningen af livets kemi er skabt af. Men med en satellitmission ved navn ROSETTA, ledet af det Europæiske Rumagentur (ESA), indhenter virkeligheden igen science fiction filmene, når en menneskeskabt maskine lander på overfladen af en komet ude i rummet. Maskinen er ROSETTA satellittens landingsmodul, Philae, der hægter sig fast med ankre på kometens overflade.

”Når man tænker på, at satellitten blev sendt afsted i marts 2004, og har tilbagelagt 6,5 milliarder kilometer på sin vej, så er det virkelig et helt fantastisk resultat at avanceret videnskabeligt udstyr nu skal lande på en kometoverflade. Sagt lidt poetisk, synes jeg næsten godt, man kan tillade sig at sammenligne bedriften med vores generations månelanding; det er første gang, det er lykkedes at lande på en komet ude i rummet, og første gang vi får direkte adgang til denne type informationer,” siger seniorforsker Søren Vrønning Hoffmann fra Aarhus Universitet.

Han er en af de meget få danske forskere, der skal deltage i det videnskabelige arbejde med de data, der kommer ned til os. For man kan betragte kometerne som en slags sendebude med de kemiske forbindelser, der har spillet en rolle i livets oprindelse på Jorden.

”Det er den ultimative facitliste for alle de modeller og beregninger, som forskere har lavet gennem tiderne om, hvordan livets kemiske sammensætning er skabt. Nu får vi her i Aarhus mulighed for at sammenholde data fra kometen med vores egne forsøg her på Jorden, som videnskabelige partnere på den del af missionen,” forklarer Søren Vrønning Hoffmann.

Satellitten Rosetta har taget mange billeder af kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko på sin vej. På billedet her ses kometens overflade, hvor der er udstråling af materiale fra kometen. (Foto: ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/ INTA/UPM/DASP/IDA)

Livet er venstrehåndet

Den del af missionen, som Søren Vrønning Hoffmann taler om, kaldes Cometary Sampling and Composition Experiment – eller COSAC blandt venner – hvor danske forskere fra Institut for Fysik og Astronomi på Aarhus Universitet deltager.

Tanken bag projektet er at udnytte, at kometer er en slags frostbokse fra tiden, hvor solsystemet blev dannet. Dermed rummer kometens uberørte indre et besnærende løfte om at få indsigt i, hvilke molekyler der var til stede i solsystemet for 4,5 milliarder år siden.

”Med COSAC kan kometens molekylære sammensætning analyseres. Vi håber særligt på at finde byggesten til livets kemi i form af aminosyrer. Aminosyre er fundet i rester af kometer, der er kommet hertil i form af meteoritter. Til at begynde med overraskede det en del, da temperaturerne i en komet er ganske lave – hvilket ikke er befordrende for dannelsen af komplekse molekyler. Men tilfører man ultraviolet lys fra Solen, kan der måske tilføres tilpas megen energi til, at aminosyren kan dannes i isen alligevel.

At disse byggesten til livet på Jorden er fundet i meteoritter, er måske ikke helt en tilfældighed. Spørgsmålet er, om meteoritter kan have hjulpet livet i gang på Jorden,” siger Søren Vrønning Hoffmann.

Men her er det ikke blot et spørgsmål om, at man skal finde disse kemiske sammensætninger. De skal nemlig også ”vende rigtigt”, forklarer Søren Vrønning Hoffmann:

”Helt som vores venstre hånd er en spejling af vores højre, så dannes aminosyre også i en højre og en venstre variant. Det, der er specielt for livet på Jorden, er, at det kun er den venstre variant, der bruges i opbygningen af vores proteiner. Livet her er simpelthen venstrehåndet, kan du sige. Læg det sammen med, at man har fundet flest venstrehåndede aminosyrer i meteoritterne, og så ledes tankerne ganske nemt hen på, at livets oprindelse kan have en udenjordisk ingrediens.”

Sat i forhold til det videnskabelige arbejde, som Søren Vrønning Hoffmann er en del af, så betyder det, at hvis COSAC instrumentet på Philae landeren finder ikke bare aminosyrer, men også en overvægt at venstrehåndsformen på en hidtil uberørt komet, vil vi være kommet et stort skridt videre i vores forståelse af livets oprindelse.

Det er så "oppe i tiden" med selfies. Her er det satellitten ROSETTA, der har taget et selvportræt under sin indflyvning til kometen. På billedet ses et af satellittens solpaneler og i baggrunden den komet, som den historiske landing skal ske på inden længe. (Foto: ESA/Rosetta/Philae/CIVA)

ASTRID2 på sagen

Partikelacceleratoren ASTRID2 på Institut for Fysik og Astronomi er en af verdens ultimative lyskilder, der blandt andet kan udsende særligt intenst lys i det ultraviolette område. Anlægget kan bruges til at skabe UV lys, hvor forskerne kan styre polariseringen - hvilken retning lyset ’drejer’ - når det rammer et molekyle.

”Det lyder måske meget eksotisk, og som noget der kun er til fornøjelse for fysikere i en mørk og ensom kælder. Men faktisk kender mange til denne form for lys, for det er den samme teknik, man bruger i nyere 3D-biografer til at styre hvilke billeder, der kommer til hvilket øje gennem særlige briller. Med ASTRID2 styrer vi hvilken polarisering lysfotonerne har, når de kommer til molekylerne, og observerer så hvordan det lys absorberes i molekylerne.

På den måde arbejder vi med at indsamle data, som kan understøtte de teorier, der findes for oprindelsen af overvægten af venstrehåndaminosyrer, og dermed også til forståelsen af de resultater, vi spændt venter på skal komme fra ROSETTA missionen,” siger Søren Vrønning Hoffmann.”

ASTRID2-gruppen har vist, at det er muligt at skabe en overvægt af venstrehånds aminosyrer ved at bruge cirkulært polariseret lys - en lystype, som man ved findes ude i rummet, f.eks. i området omkring Oriontågen. Der er med andre ord en del indicier på, at kombinationen med polariseret UV lys og molekylerne i kometernes is måske er kimen til, hvordan livet har udviklet sig på her på Jorden:

”Dette er i sandhed en spændende ide, som vi håber, ROSETTA missionen vil kaste mere lys over. Intet kan vel være mere interessant, end det ældgamle spørgsmål om, hvor vi kommer fra. De resultater som ROSETTA mission vil give os i den kommende tid, vil helt sikkert give anledning til nye spørgsmål, hvor vi vil bruge det intense lys fra ASTRID2 til nye spændende undersøgelser,” forklarer Søren Vrønning Hoffmann.