Pressmeddelande

Astronomer avslöjar ursprunget till en av livets byggstenar

ALMA och Rosetta spårar fosfors vandring genom den interstellära rymden

15 januari 2020, Skurup

Fosfor är ett grundämne som är nödvändigt för liv, och som sådant förekommer det i vårt eget DNA och i cellernas membran. Hur det fördes till jorden är dock något av ett mysterium. Astronomer har nu spårat fosfor från stjärnbildningsområden i Vintergatan till kometer i solsystemet genom att kombinera mätningar med ALMA och ESA:s rymdsond Rosetta. Forskningen visar för första gången var molekyler med fosfor bildas, hur ämnet förekommer i kometer och hur en alldeles speciell molekyl kan ha haft en avgörande betydelse för livet på jorden.

"Livet uppstod på jorden för ungefär 4 miljarder år sedan, men vi känner fortfarande inte till vilka processer som gjorde det möjligt" säger Victor Rivilla, huvudförfattaren till en ny studie som publiceras i dag i tidskriften Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Nya resultat från Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), där Europeiska Sydobservatoriet (ESO) är en partner, och från ROSINA-instrumentet på rymdsonden Rosetta, visar att fosformonoxid är en nyckelingrediens i gåtan om livets ursprung.

 

Den kraftfulla ALMA-antennen gjorde det möjligt att ta en detaljerad titt i stjärnbildningsområdet AFGL 5142, där astronomerna kunde identifiera var fosforbärande molekyler som fosformonoxid bildas. Interstellära moln av gas och stoft av detta slag är födelseplatser för stjärnor och planetsystem och därmed en utmärkt plats att leta efter livets byggstenar.

 

ALMA-observationerna visar att fosforrika molekyler bildas samtidigt som massiva stjärnor. Gasflöden från unga massiva stjärnor skapar gasfattiga bubblor i de interstellära molnen. I bubblornas väggar bildas molekyler med fosfor genom en kombination av chockvågor och strålning från den unga stjärnan. Astronomerna har kunnat visa att fosformonoxid är den vanligaste av de fosforbärande molekylerna som bildas i bubblornas väggar.

 

Efter de lyckade observationerna med ALMA fortsatte det europeiska forskarlaget att undersöka data från det europeiska rymdorganet ESA:s rymdsond Rosetta, som på nära håll studerade kometen 67P/Tjurjumov-Gerasimenko. Tanken var att försöka följa fosforns väg från den interstellära rymden till solsystemet: om materialet i de fosforrika bubblornas väggar kollapsar och bildar stjärnor som solen, är det möjligt för fosfor att kondenseras och fångas upp i isrika interstellära stoftkorn runt den nybildade stjärnan. Redan innan den unga stjärnan har tänts kan dessa korn ansamlas till större objekt och slutligen till kometer, som därmed kan transportera de fosforbärande molekylerna vidare.

 

ROSINA-instrumentet (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) på Rosetta samlade data under sin två år långa vistelse kring kometen 67P. Astronomer hade redan tidigare funnit spår av fosfor i mätningar från ROSINA, men de visste inte hur ämnet hade förts till kometen. Kathrin Altwegg, forskningsledare för ROSINA och en av författarna i den nya studien, fick en ledtråd till molekylens natur efter ett samtal med en ALMA-astronom under en vetenskaplig konferens: "Hon menade att fosformonoxid kunde vara en sannolik kandidat, vilket gjorde att jag vände tillbaka till våra mätningar och kunde verifiera molekylens existens!".

 

Upptäckten av fosformonoxid på kometen gjorde det möjligt att göra kopplingen mellan de interstellära molnen och livet på jorden.

 

"Kombinationen av data från ALMA och ROSINA har visat fosformonoxidens betydelse genom hela stjärnbidningsprocessen" säger Rivilla, som forskar vid Arcetriobservatoriet som är knutet till INAF (Italiens nationella institut för fysik).

 

"Fosfor är nödvändigt för liv som vi känner det" säger Altwegg. "Med största sannolikhet levererade kometer enorma mängder organiskt material till jorden, och fosformonoxiden i 67P göra denna koppling mellan kometer och livet på jorden allt mer trolig."

 

"Detektionen av fosformonoxid kunde göras tack vare ett gott samarbete mellan astronomer som utnyttjade teleskop på jorden och mätinstrument i rymden" menar Altwegg.

 

Leonardo Testi, ESO-astronom och europeisk driftchef för ALMA, sammanfattar: "Förståelsen av vårt kosmiska ursprung, inklusive de  förhållanden som är lämpliga för uppkomsten av liv, utgör ett stort fokus inom den moderna astrofysiken. Medan ESO och ALMA observerar molekyler i avlägsna unga planetsystem, utför ESA:s rymdprojekt som Rosetta direkta observationer av de kemiska egenskaperna hos objekt i solsystemet. Synergin mellan ESO:s och ESA:s världsledande markbaserade och rymdbaserade installationer utgör en kraftfull resurs för europeisk forskning och möjliggör upptäckter av det slag som rapporteras i denna studie."

Mer information

Forskningsresultaten presenteras i en artikel i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

 

Forskarlaget utgörs av 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, Nederländerna), R. Cesaroni (INAF-OAA), A. Vasyunin (Ural Federal University, Ekaterinburg, Ryssland och Ventspils University of Applied Sciences, Lettland), M. Rubin (CSH), F. Lique (LOMC-UMR, CNRS–Université du Havre), S. Marinakis (University of East London och Queen Mary University of London, Storbritannien), L. Testi (INAF-OAA, ESO Garching, och Excellence Cluster “Universe”, Tyskland), och ROSINA-teamet (H. Balsiger, J. J. Berthelier, J. De Keyser, B. Fiethe, S. A. Fuselier, S. Gasc, T. I. Gombosi, T. Sémon, C. -y. Tzou).

 

ALMA är en internationell anläggning för astronomi och ett samarbete mellan Europa, Nordamerika och Ostasien i samverkan med Chile. I Europa stöds ALMA av ESO, i Nordamerika av US National Science Foundation (NSF) i samarbete med Kanadas National Research Council (NRC) samt av Taiwans Nationella vetenskapsråd (NSC), i Ostasien av Nationella instituten för naturvetenskap (NINS) i Japan i samarbete med Academia Sinica (AS) i Taiwan. Konstruktionen och driften av ALMA leds för Europas del av ESO, för Japan av Nationella astronomiska observatoriet i Japan (NAOJ) och för Nordamerika av National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som drivs av Associated Universities, Inc. (AUI). Joint ALMA Observatory (JAO) står för övergripande ledning och organisation under konstruktionen, driftsättningen och driften av ALMA.

 

ESO är Europas främsta mellanstatliga samarbetsorgan för astronomisk forskning och med råge världens mest produktiva astronomiska observatorium. Det har 16 medlemsländer: Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italien, Nederländerna, Polen, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. ESO:s ambitiösa verksamhet rör design, konstruktion och drift av avancerade markbaserade forskningsanläggningar som gör det möjligt för astronomer att göra banbrytande vetenskapliga upptäckter. ESO spelar dessutom en ledande roll i att främja och organisera samarbeten inom astronomisk forskning. ESO driver tre unika observationsplatser i Chile: La Silla, Paranal och Chajnantor. Vid Paranal finns Very Large Telescope, världens mest avancerade observatorium för synligt ljus, och två kartläggningsteleskop. VISTA arbetar i infrarött ljus och är världens största kartläggningsteleskop och VST (VLT Survey Telescope) är det största teleskopet som konstruerats enbart för att kartlägga himlavalvet i synligt ljus. ESO är en huvudpartner i ALMA, världens hittills största astronomiska projekt. Och på Cerro Armazones, nära Paranal, bygger ESO det extremt stora 39-metersteleskopet för synligt och infrarött ljus, ELT. Det kommer att bli ”världens största öga mot himlen”.

Länkar

• Forskningsartikel
• Foton av ALMA

Kontakter

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

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

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

Johan Warell (Presskontakt för Sverige)
ESO:s nätverk för vetenskaplig kommunikation
Skurup, Sverige
Tel: +46-706-494731
E-post: eson-sweden@eso.org

Connect with ESO on social media

Detta är den översatta versionen av ESO:s pressmeddelande eso2001 som har tagits fram inom ESON, ett nätverk av medarbetare i ESO:s medlemsländer. ESON-representanterna fungerar som lokala kontaktpersoner för media i samband med ESO:s pressmeddelanden och andra händelser. ESON:s kontaktperson i Sverige är Johan Warell.