eso2001is — Fréttatilkynning

Stjörnufræðingar rekja slóð eins af byggingarefnum lífsins

ALMA og Rosetta kortleggja ferðalag fosfórs

15. janúar 2020

Fosfór er nauðsynlegt lífi eins og við þekkjum það og finnst meðal annars í erfðaefninu DNA og himnum frumna. Enn er þó ýmislegt á huldu um hvernig fosfór rataði til Jarðar. Stjörnufræðingar hafa nú rakið ferðalag fosfórs frá stjörnumyndunarsvæðum til halastjarna með hjálp ALMA og Rosetta geimfars Geimvísindastofnunar Evrópu (ESA). Rannsóknirnar sýna í fyrsta sinn hvar sameindir sem innihalda fosfór myndast, hvernig þetta frumefni flyst til í halastjörnum og hvernig tiltekin sameind gæti hafa leikið lykilhlutverk í uppruna lífs á Jörðinni.

„Lífið kviknaði á Jörðinni fyrir um það bil fjórum milljörðum ára en við vitum enn ekki hvað gerði lífi kleift að kvikna,“ sagði Victor Rivilla, aðalhöfundur greinar um rannsóknina sem birt er í dag í tímaritinu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Niðurstöður frá Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), sem ESO er þátttakandi í, og frá ROSINA mælitækinu í Rosetta geimfarinu, sýna að fosfórmónoxíð leikur mikilvægt hlutverk í uppruna lífsins.

ALMA gerði vísindamönnum kleift að kanna í smáatriðum stjörnumyndunarsvæðið AFGL 5142. Þar komu þau auga á fosfórsameindir, eins og fosfórmónoxíð, myndast. Nýjar stjörnur og sólkerfi verða til í gas- og rykskýjum milli stjarna og eru þess vegna fyrirtaks staðir til að hefja leitina að uppruna byggingareininga lífs.

Mælingar ALMA syndu að fosfórsameindir verða til þegar efnismiklar stjörnur fæðast. Gasstreymi frá ungum, efnismiklum stjörnum framkalla holrúm í geimskýjunum. Sameindir sem innihalda fosfór myndast í veggjum þessara holrúma þegar höggbygljur og geislun frá ungstirninu dembist yfir. Stjörnufræðingarnir hafa líka sýnt að fosfórmónoxíð er algengasta fosfórsameindin í veggjum holrúmsins.

Eftir að hafa leitað að þessari sameindi í stjörnumyndunarsvæðum með ALMA beindi evrópski hópurinn sjónum sínum að halastjörnunni 67P/Churyumov-Gerasimenko. Hugmyndin var elta slóð fosfórsambandanna. Ef veggir holrúmsins hrnja saman og mynda stjörnu, sér í lagi massaminni stjörnu eins og sólina, getur fosfórmónoxíð orðið fast í frosnum rykögnum í kringum nýju stjörnuna. Áður en stjarnan er fullmótuð safnast þessi rykkorn saman og mynda stærri steina og klumpa og, á endanum, halastjörnur sem flytja fosfórmónoxíðið til.

ROSINA, sem stendur fyrir Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Natuarl Analysis, safnaði gögnum um 67P í tvö ár þegar Rosetta hringsólaði um halastjörnuna. Stjörnufræðingar höfðu áður fundið merki um fosfór í gögnum ROSINA en vissu ekki hvaða sameind hafði flutt það þangað. Kathrin Altwegg, sem hafði umsjón með rannsóknum ROSINA og er einn af höfundum nýju greinarinnar, fékk vísbendingu um hvað þessi sameind gæti verið eftir að stjörnufræðingur sem rannsakaði stjörnumyndunarsvæði með ALMA vatt sér að henni á ráðstefnu. „Hún sagði að fosfórmónoxíð væri mjög líklegur kandídat, svo ég skoðaði gögnin aftur og þar var það!“

Fyrstu mælingarnar á fosfórmónoxíði í halastjörnu hjálpar stjörnufræðingum að finna tengslin á milli stjörnumyndunarsvæða, þar sem sameindin verður til, og alla leið til Jarðar.

„Gögnin frá ALMA og ROSINA hafa leitt í ljós nokkurs konar efnafræðilegan þráð þar sem fosfórmónoxíð leikur lykilhlutverk í öllu stjörnumyndunarferlinu,“ sagði Rivilla sem er vísindamaður við Arcetri Astrophysical Observatory hjá INAF, stjarneðlisfræðistofnun Ítalíu.

„Fosfór er nauðsynlegt lífi eins og við þekkjum það,“ bætir Altwegg við. „Halastjörnur fluttu líklega stóran hluta af lífrænum efnasamböndum til Jarðar svo fosfórmónoxíðið sem fannst í halastjörnunni 67P gæti styrkt tengslin milli halastjarna og lífs á Jörðinni.“

Samvinna stjarnvísindamanna gerði þeim kleift að átta sig á þessu forvitnilega ferðalagi. „Uppgötvunin á fosfórmónoxíði var gerð þökk sé þverfagslegs samstarfs vísindamanna sem notuðu sjónauka á Jörðinni og tækjum í geimnum,“ sagði Altwegg.

„Að skilja uppruna okkar í geimnum, þar á meðal hversu algengar efnafræðilega heppilegar aðstæður fyrir tilkomu lífs eru, er stórt viðfangsefni í nútíma stjarneðlisfræði. ESO og ALMA beina sjónum sínum fyrst og fremst að mælingum á sameindum í fjarlægum sólkerfum en gervitungl eins og Rosetta geimfar ESA gerir okkur kleift að skoða efnasamsetningu okkar eigin sólkerfis. Samstarf ESO og ESA með sjónaukum á jörðu niðri og í geimnum ber evrópskum vísindum gott vitni og gerir okkur kleift að gera merkilegar uppgötvanir eins og þá sem hér er fjallað um,“ sagði Leonardo Testi, stjörnufræðingur hjá ESO og rekstrarstjóri Evrópuhluta ALMA, að lokum.

Frekari upplýsingar

Rannsóknin var kynnt í grein sem birtist í Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Í rannsóknarteyminu eru V. M. Rivilla (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florence, Italy [INAF-OAA]), M. N. Drozdovskaya (Center for Space and Habitability, University of Bern, Switzerland [CSH]), K. Altwegg (Physikalisches Institut, University of Bern, Switzerland), P. Caselli (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Germany), 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, The Netherlands), R. Cesaroni (INAF-OAA), A. Vasyunin (Ural Federal University, Ekaterinburg, Russia, and Ventspils University of Applied Sciences, Latvia), 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”, Germany), and the ROSINA team (H. Balsiger, J. J. Berthelier, J. De Keyser, B. Fiethe, S. A. Fuselier, S. Gasc, T. I. Gombosi, T. Sémon, C. -y. Tzou).

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), alþjóðleg stjörnustöð, er samstarfsverkefni ESO, National Science Foundation (NSF) í Bandaríkjunum og National Institutes of Natural Sciences (NINS) í Japan, í samvinnu við Chile. ALMA er fjármögnuð af ESO fyrir hönd aðildarríkja þess, af NSF í samstarfi við National Research Council of Canada (NRC) og National Science Council of Taiwan (NSC) og NINS í samvinnu við Academia Sinica (AS) í Taívan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). ESO sér um smíði og rekstur ALMA fyrir hönd aðildarríkjanna en National Radio Astronomy Observatory (NRAO), sem lýtur stjórn Associated Universities, Inc. (AUI), fyrir hönd Norður Ameríku og National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) fyrir hönd austur Asíu. Samþætt stjórnun á smíði, prófun og rekstri ALMA er í umsjá Joint ALMA Observatory (JAO).

ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 16 landa: Austurríkis, Belgíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Írlands, Hollands, Póllands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands, auk gestaþjóðarinnar Chile. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er stór þátttakandi í ALMA, stærsta stjarnvísindaverkefni heims. Á Cerro Armazones, skammt frá Paranal, er ESO að smíða 39 metra risasjónauka, Extremely Large Telescope eða ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.

Tenglar

Tengiliðir

Sævar Helgi Bragason
Stjörnufræðivefurinn
Íslands
Tölvupóstur: eson-iceland@eso.org

Víctor Rivilla
INAF Arcetri Astrophysical Observatory
Florence, Italy
Sími: +39 055 2752 319
Tölvupóstur: rivilla@arcetri.astro.it

Kathrin Altwegg
University of Bern
Bern, Switzerland
Sími: +41 31 631 44 20
Tölvupóstur: kathrin.altwegg@space.unibe.ch

Leonardo Testi
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6541
Tölvupóstur: ltesti@eso.org

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Sími: +49 89 3200 6670
Farsími: +49 151 241 664 00
Tölvupóstur: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso2001.

Um fréttatilkynninguna

Fréttatilkynning nr.:eso2001is
Nafn:67P/Churyumov-Gerasimenko, AFGL 5142
Tegund:Solar System : Interplanetary Body : Comet
Milky Way : Nebula : Type : Star Formation
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2020MNRAS.492.1180R

Myndir

Phosphorus-bearing molecules found in a star-forming region and comet 67P
Phosphorus-bearing molecules found in a star-forming region and comet 67P
texti aðeins á ensku
ALMA view of the star-forming region AFGL 5142
ALMA view of the star-forming region AFGL 5142
texti aðeins á ensku
Rosetta view of comet 67P/Churyumov–Gerasimenko
Rosetta view of comet 67P/Churyumov–Gerasimenko
texti aðeins á ensku
Location of AFGL 5142 in the constellation of Auriga
Location of AFGL 5142 in the constellation of Auriga
texti aðeins á ensku
Wide-field view of the region of the sky where AFGL 5142 is located
Wide-field view of the region of the sky where AFGL 5142 is located
texti aðeins á ensku

Myndskeið

ESOcast 215 Light: Interstellar Thread of One of Life’s Building Blocks Revealed
ESOcast 215 Light: Interstellar Thread of One of Life’s Building Blocks Revealed
texti aðeins á ensku
Zooming into star-forming region AFGL 5142
Zooming into star-forming region AFGL 5142
texti aðeins á ensku
Animated view of comet 67P/Churyumov–Gerasimenko
Animated view of comet 67P/Churyumov–Gerasimenko
texti aðeins á ensku
Animated view of phosphorus-bearing molecules found in a star-forming region and comet 67P
Animated view of phosphorus-bearing molecules found in a star-forming region and comet 67P
texti aðeins á ensku

Sjá einnig