Pressemeddelelse

Hvorfra kommer fosfor?

Med ALMA og Rosetta følger forskerne grundstoffet fra stjernerne og ind i kroppen på os.

15. januar 2020

Fosfor findes i vores DNA og i vore cellemembraner - det er et grundstof, der er vigtigt for livet, som vi kender det. Men hvordan det ankom til den tidlige Jordklode har hidtil ikke været kendt. Nu har en gruppe astronomer fulgt fosfors rejse fra stjernedannende områder i rummet til kometkerner ved hjælp af ALMA og Det europæiske rumfartsagentur ESAs rumsonde Rosetta. Deres forskning afslører, hvor molekyler med fosfor dannes, hvordan det bliver fragtet i kometer, og hvordan et bestemt molekyle kan have været afgørende for livets begyndelse på Jorden.

”Livet på Jorden opstod for omkring fire milliarder år siden, men vi kender stadig ikke processerne, der gjorde det muligt”, siger Víctor Rivilla, som er hovedforfatteren af et nyt studie, der er publiceret i tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. De nye resultater fra ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array), som ESO er partner i, og fra ROSINA-instrumentet om bord på Rosetta viser, at fosformonoxid er en nøglebrik i livets oprindelse på vores planet.

Med ALMAs kraft, som gjorde et detaljeret blik ind i det stjernedannende område AFGL 5142 muligt, kunne astronomer præcisere, hvor fosforbærende molekyler som fosformonoxid dannes. Nye stjerner og planetsystemer opstår i skylignende gas- og støvområder mellem stjernerne, og det gør disse interstellare skyer til de ideelle steder at eftersøge livets byggesten.

ALMA-observationerne viste, at fosforbærende molekyler bliver skabt på samme måde, som tunge stjerner dannes. Gasstrømme fra unge, tunge stjerner åbner nogle hulrum i interstellare skyer. Molekyler med fosfor dannes på hulrumsvæggene gennem den kombinerede virkning af stød og stråling fra den unge stjerne. Astronomerne har også vist, at fosfosmonoxid er det fosforbærende molekyle, der findes mest af i hulrumsvæggene.  

Efter at have ledt efter molekylet i stjernedannende områder med ALMA undersøgte det europæiske hold et objekt i vores eget Solsystem: den (nu) berømte komet 67P/Tjurjumov-Gerasimenko. Ideen var at følge stien af disse fosforbærende forbindelser. Hvis hulrumsvæggene kollapser for at danne en stjerne, i særdeleshed en lettere stjerne som Solen, så kan fosformonoxid fryses ud og blive fanget i de iskolde støvkorn, som er tilbage omkring den nye stjerne. Disse støvkorn samler sig i småsten, sten og til sidst kometer, allerede før stjernen er færdigdannet, og bliver transportører af fosformonoxid.

ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) indsamlede data fra 67P gennem to år, hvor Rosetta kredsede om kometen. Astronomer havde fundet antydningen af fosfor i ROSINA's data tidligere, men de vidste ikke, hvilket molekyle der havde båret det. Kathrin Altwegg, som er ROSINA's ledende efterforsker og forfatter i et nyt studie, fik en ide om, hvilket molekyle det kunne være efter at have talt med en astronom, der studerede stjernedannende områder med ALMA: ”Hun sagde, at fosformonoxid var en meget sandsynlig kandidat, så jeg gik gennem vores data, og der var det!”

Astronomer kan ved hjælp af den første observation af fosformonoxid på en komet forbinde stjernedannende områder, hvor molekylet dannes, til Jorden.

”Kombinationen af data fra ALMA og ROSINA har afsløret en slags kemisk tråd gennem hele stjernedannelsesprocessen, i hvilken fosformonoxid spiller en dominerende rolle,” siger Rivilla, som forsker ved Arcetri Astrophysical Observatory of INAF (Italiens National Institute for Astrophysics).

”Fosfor er nødvendigt for livet, som vi kender det,” tilføjer Altwegg. ”Ligesom kometer højst sandsynligt leverede store mængder organiske forbindelser til Jorden, kan fosformonoxiden fundet i komet 67P styrke forbindelsen mellem kometer og livet på Jorden.”

Den spændende rejse kunne dokumenteres på grund af samarbejdet mellem astronomer. ”Opdagelsen af fosformonoxid var klar takket være den interdisciplinære udveksling mellem teleskoper på Jorden og instrumenter i rummet,” siger Altwegg.

Leonardo Testi, ESO-astronom og ALMA European Operations Manager, konkluderer: ”Forståelsen af vores kosmiske oprindelse, herunder hvor almindelige de kemiske forhold, der er gunstige for liv, er, er et kæmpe emne inden for moderne astrofysik. Mens ESO og ALMA fokuserer på observationer af molekyler i fjerne, unge planetsystemer, bliver den direkte udforskning af den kemiske beholdning i vores Solsystem mulig via ESA-missioner som Rosetta. Synergien mellem verdensførende jord- og rumbaserede faciliteter gennem samarbejdet mellem ESO og ESA er et stærkt aktiv for europæiske forskere og muliggør banebrydende opdagelser, som den der er beskrevet i denne artikel.”

Mere information

 

Dette forskningsresultatet er udgivet i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Holdet er sammensat af V. M. Rivilla (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florence, Italien [INAF-OAA]), M. N. Drozdovskaya (Center for Space and Habitability, University of Bern, Schweiz [CSH]), K. Altwegg (Physikalisches Institut, University of Bern, Schweiz), P. Caselli (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Tyskland), M. T. Beltrán (INAF-OAA), F. Fontani (INAF-OAA), F.F.S. van der Tak (SRON Netherlands Institute for Space Research, and Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Holland), R. Cesaroni (INAF-OAA), A. Vasyunin (Ural Federal University, Ekaterinburg, Rusland, and Ventspils University of Applied Sciences, Letland), M. Rubin (CSH), F. Lique (LOMC-UMR, CNRS–Université du Havre), S. Marinakis (University of East London, and Queen Mary University of London, UK), L. Testi (INAF-OAA, ESO Garching, and Excellence Cluster “Universe”, Tyskland), og ROSINA-holdet (H. Balsiger, J. J. Berthelier, J. De Keyser, B. Fiethe, S. A. Fuselier, S. Gasc, T. I. Gombosi, T. Sémon, C. -y. Tzou).

ALMA (the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) er et internationalt samarbejde mellem ESO, det amerikanske U.S. National Science Foundation (NSF), National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan og Chile. ALMA er finansieret af ESO på vegne af organisationens medlemslande, af NSF i samarbejde med canadiske National Research Council (NRC) og National Science Council (NSC) i Taiwan og af NINS i samarbejde med Academia Sinica (AS) i Taiwan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). Bygningen og driften af ALMA ledes af ESO på vegne af medlemslandene; af National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som styres af Associated Universities, Inc. (AUI), på vegne af Nordamerika; og af National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) på vegne af Østasien. Joint ALMA Observatory (JAO) star for den samlede ledelse af konstruktion, opstart og drift af ALMA.

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. Australien er med som strategisk partner. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har fokus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. ESO er en af de største partnere i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

Rosetta er en ESA-mission. Den blev sendt i kredsløb i 2004 og mødte komet 67P/Churyumov–Gerasimenko i 2014 for at studere den på nærmeste hold mens den kredse om Solen. Den satte også landeren Philae ind på kometens overflade. Rosetta fuldførte sin mission, da den forlod kometen den 30. september 2016.

Se Rosettas billeder her.

Alle data fra Rosetta-missioner er tilgængelige i ESA's planetvidenskabelige arkiv her.

Links

• Artikel
• Billeder fra ALMA

Kontakter

Víctor Rivilla
INAF Arcetri Astrophysical Observatory
Florence, Italy
Tel: +39 055 2752 319
E-mail: rivilla@arcetri.astro.it

Kathrin Altwegg
University of Bern
Bern, Switzerland
Tel: +41 31 631 44 20
E-mail: kathrin.altwegg@space.unibe.ch

Leonardo Testi
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6541
E-mail: ltesti@eso.org

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Mobil: +49 151 241 664 00
E-mail: pio@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso2001 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.