Eine aktuelle Studie der Universität Oxford im Vereinigten Königreich und des Zentrums für Astrobiologie in Spanien (CAB) zeigt, dass das James Webb-Weltraumteleskop (JWST) in einem infrarothellen Galaxienkern, der stark von Staub verdeckt war, eine Fülle kleiner organischer Verbindungen entdeckte, die weit über den theoretischen Erwartungen lag und eine komplexe organische chemische Umgebung offenbarte, die außerhalb der Milchstraße noch nie zuvor direkt bestätigt wurde.
Die Forscher wiesen darauf hin, dass hochenergetische kosmische Strahlung tief in der Galaxie kontinuierlich kohlenstoffreiche Staubpartikel und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) bombardieren, sie in Stücke brechen und kontinuierlich kleinere organische Moleküle produzieren könnte, was diese tief vergrabenen galaktischen Kerne zu einem leistungsstarken „Produktionszentrum für organische Moleküle“ im Universum macht.
Die Studie zielte auf die ultrahelle Infrarotgalaxie IRAS 07251–0248 ab. Die zentrale Region der Galaxie ist von extrem dichtem Gas und Staub umhüllt, sodass das supermassive Schwarze Loch im Zentrum und die umliegenden Aktivitäten im sichtbaren Lichtband fast vollständig blockiert sind, was es für herkömmliche Teleskope schwierig macht, in sein Inneres zu blicken. Allerdings kann Licht im Infrarotbereich Staub durchdringen. Das James-Webb-Teleskop machte sich dies zunutze, um detaillierte Beobachtungen seines verborgenen galaktischen Kerns durchzuführen und so festzustellen, welche chemischen Prozesse in dieser extremen Umgebung vorherrschen.
Das Forschungsteam nutzte die Spektraldaten des JWST im nahen und mittleren Infrarot, um eine detaillierte Analyse der Strahlung im Wellenlängenbereich von 3 bis 28 Mikrometern durchzuführen. Durch die Kombination von Spektrallinien, die mit NIRSpec und Instrumenten im mittleren Infrarotbereich erhalten wurden, identifizierten sie die charakteristischen „Fingerabdrücke“ von Gasphasenmolekülen, eisähnlichen Einschlüssen und Staubpartikeln. Durch die Modellierung dieser spektralen Merkmale sind Wissenschaftler in der Lage, die Häufigkeit und Temperaturverteilung verschiedener Verbindungen im Galaxienkern abzuleiten und ein beispielloses „Bild der chemischen Struktur“ zu zeichnen.
Die Ergebnisse zeigen, dass es im Inneren des vergrabenen Galaxienkerns eine ungewöhnlich reiche Vielfalt kleiner organischer Moleküle gibt, darunter eine Reihe kohlenstoff- und wasserstoffhaltiger Moleküle wie Benzol (C₆H₆), Methan (CH₄), Acetylen (C₂H₂), Diacetylen (C₄H₂) und Triacetylen (C₆H₂). Darüber hinaus konnte das Team zum ersten Mal direkt Methylradikale (CH₃) außerhalb der Milchstraße nachweisen, eine Entdeckung, die die Komplexität organischer chemischer Netzwerke in dieser Region noch deutlicher macht. Zusätzlich zu Gasphasenmolekülen ergaben Beobachtungen auch die Existenz einer großen Anzahl fester Materialien, darunter kohlenstoffreiche Staubpartikel und Wassereis, was wichtige Hinweise zur Erklärung der Kohlenstoffquelle lieferte.
Der Erstautor der Arbeit, Ismael Garcia-Bernet, der an der Universität Oxford arbeitete und derzeit am Zentrum für Astrobiologie arbeitet, sagte, dass die beobachtete Häufigkeit kleiner organischer Moleküle viel höher sei als von bestehenden theoretischen Modellen erwartet, was impliziert, dass es im Kern der Galaxie eine kontinuierliche Kohlenstoffquelle geben muss, die dieses komplexe und effiziente chemische Netzwerk antreibt. Die Analyse des Teams zeigt, dass hohe Temperaturen oder Turbulenzen allein nicht ausreichen, um dieses Phänomen der chemischen Anreicherung zu erklären. Eine vernünftigere Erklärung ist, dass energiereiche kosmische Strahlung dabei eine Schlüsselrolle spielt.
Mithilfe des vom Oxford-Team entwickelten theoretischen Modells und der Analysemethode für polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe fanden die Forscher heraus, dass die kosmische Strahlung, die diese extremen galaktischen Kerne füllt, häufig auf PAKs und kohlenstoffreiche Staubpartikel trifft, die ursprünglich größeren kohlenstoffbasierten Strukturen zertrümmert und eine große Anzahl kleinerer organischer Moleküle in das Gas freisetzt. In mehreren ähnlichen Galaxien fand die Studie auch einen signifikanten Zusammenhang zwischen der Häufigkeit von Kohlenwasserstoffmolekülen und dem Grad der Ionisierung der kosmischen Strahlung. Diese statistischen Beweise stützen das Bild von „durch kosmische Strahlung angetriebenen organischen Chemiefabriken“.
Obwohl die diesmal entdeckten kleinen organischen Moleküle kein Leben an sich darstellen, gelten sie als einer der Schlüsselrohstoffe für die „Präbiochemie“ höherer Ordnung. Co-Autorin Dimitra Rigopoulou, Professorin für Physik an der Universität Oxford, wies darauf hin, dass solche kleinen Moleküle zwar nicht direkt in lebenden Zellen vorkommen, aber möglicherweise eine wichtige Rolle spielen, bevor sie grundlegende Lebensmoleküle wie Aminosäuren und Nukleotide bilden, und eine wichtige Zwischenverbindung von anorganischen Substanzen zu komplexen organischen Systemen darstellen.
Die Forscher vermuten, dass galaktische Kerne wie IRAS 07251–0248, die in dichtem Staub vergraben sind, eine weitaus wichtigere Rolle in der chemischen Entwicklung des Universums spielen könnten als bisher angenommen. Sie sind nicht nur die Energiezentren heftiger Aktivität von Sternen und Schwarzen Löchern, sie könnten auch „Werkstätten“ für die Synthese und Verarbeitung großer organischer Moleküle sein, die kontinuierlich eine Vielzahl organischer Verbindungen in die Galaxie und sogar in den weiteren interstellaren Raum transportieren und so die chemische Zusammensetzung und den Entwicklungsverlauf der gesamten Galaxie beeinflussen.
Diese Arbeit demonstriert die einzigartige Fähigkeit des James Webb-Weltraumteleskops, chemische Prozesse in extremen Umgebungen zu erkennen, und ermöglicht Wissenschaftlern damit erstmals einen systematischen Blick auf die chemische Aktivität in vergrabenen Galaxienkernen, die zuvor fast völlig unsichtbar war. Relevante Ergebnisse wurden am 6. Februar 2026 in der Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht. Der Artikel trägt den Titel „Abundant Hydrocarbons, Carbonaceous Dust Particles and Signs of Polysymmetric Aromatic Hydrocarbon Processing in Buried Galactic Cores“ und liefert wichtige Beobachtungsbeweise für das Verständnis, wie Kohlenstoff und komplexe organische Moleküle im Universum erzeugt und entwickelt werden.