eso2001hu — Tudományos közlemények

Felfedték az élet egyik építőköve csillagközi vándorlásának rejtélyét

Az ALMA és a Rosetta feltérképezte a foszfor csillagközi vándorlását

2020. január 15.

Az emberi DNS-ben és a sejtmembránokban is megtalálható foszfor alapvető fontosságú alkotóeleme az élet általunk ismert formájának. De egyelőre még rejtély, hogy miként jutott el a Földre. Most azonban csillagászok egy csoportjának az ALMA antennarendszer és az Európai Űrügynökség Rosetta űrszondájának adatai alapján sikerült feltérképezni vándorlását a csillagkeletkezési területektől egészen az üstökösökig. Kutatásuk elsőként mutatta meg, hogy hol keletkeznek a foszfort tartalmazó molekulák, hogyan került ez az elem az üstökösökbe, és miként játszhatott bolygónkon meghatározó szerepet az élet keletkezésében egy különleges molekula.

„Az élet körülbelül 4 milliárd évvel ezelőtt jelent meg a Földön, azt azonban még mindig nem tudjuk, hogy milyen folyamat tette ezt lehetővé” – kezdi Víctor Rivilla, a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society c. szaklapban ma megjelent tanulmány vezető szerzője. Az Európai Déli Csillagvizsgáló (ESO) részvételével működtetett ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) antennarendszer és a Rosetta ROSINA nevű fedélzeti műszerének adatain alapuló új eredmények azt mutatják, hogy a foszfor-monoxid kulcsdarab az élet eredetének kirakós játékában.

Az ALMA képességeit kihasználva a csillagászok részletes képet alkothattak az AFGL 5142 jelű csillagkeletkezési területről, kimutatva, hogy hol jönnek létre a foszfort tartalmazó molekulák, például a foszfor-monoxid. Az új csillagok és bolygórendszerek a csillagok közötti gáz- és porfelhőkben alakulnak ki, így az élet építőkövei utáni kutatásokat érdemes ezekben a csillagközi felhőkben kezdeni.

Az ALMA észlelései azt mutatják, hogy a foszfort tartalmazó molekulák a nagy tömegű csillagok keletkezésével párhuzamosan jönnek létre. A fiatal nagy tömegű csillagokból induló gázáramok üregeket hasítanak az csillagközi felhőkbe. A foszfort is tartalmazó molekulák az üregek falán állnak össze, a fiatal csillag lökéshullámainak és sugárzásának együttes hatására. A csillagászok azt is kimutatták, hogy az üregek falában a foszfor-monoxid a leggyakoribb foszfortartalmú molekula.

Miután a molekulát keresve az ALMA-val átvizsgálta a csillagkeletkezési területeket, az európai csoport figyelme egy naprendszerbeli égitestre összpontosult, az utóbbi időben híressé vált 67P/Churyumov–Gerasimenko üstökösre. A cél az volt, hogy ebben is azonosítsanak foszfortartalmú összetevőket. Amikor az üregfalak kollapszusával létrejön egy csillag, főleg ha az a Naphoz hasonlóan kisebb tömegű, a foszfor-monoxid kifagyhat és csapdába eshet az új csillag körüli jeges porszemcsékben. Még a csillag teljes kialakulása előtt ezek a porszemcsék kavicsokká, kövekké, és végül üstökösökké állnak össze, amelyek aztán elszállítják a foszfor-monoxidot.

A ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) műszer két éven át gyűjtött adatokat a 67P-ről, miközben a Rosetta az üstökös körül keringett. A csillagászok már korábban is láttak foszforra utaló nyomokat a ROSINA adataiban, de nem tudták megállapítani, hogy milyen molekula hordozza az elemet. Kathrin Altwegg, a ROSINA vezető kutatója, egyben az új tanulmány egyik szerzője egy konferencián kapott ötletet arra nézve, hogy mi lehet ez a molekula, mégpedig egy, az ALMA-val csillagkeletkezési területeket vizsgáló csillagásztól: „Azt mondta, a foszfor-monoxid a legvalószínűbb jelölt, így újra megnéztem az adatainkat, és tényleg igaza volt!”

A foszfor-monoxid üstökösben történt első detektálása hozzásegíti a csillagászokat, hogy felvázolják a kapcsolatot a csillagkeletkezési területek – ahol a molekula létrejött – és a Föld között.

„Az ALMA és a ROSINA adatainak kombinálása egyfajta, a csillagkeletkezési folyamat egészét átható kémiai láncolatot fedett fel, amelyben a foszfor-monoxid kulcsfontosságú szerepet játszik” – egészíti ki Rivilla, aki jelenleg az Arcetri Obszervatórium (Osservatorio Astrofisico di Arcetri, L’Istituto Nazionale di Astrofisica, INAF) kutatója.

„A foszfor az élet általunk ismert formájának lényeges összetevője” – teszi hozzá Altwegg. „Az üstökösök minden valószínűség szerint nagy mennyiségű szerves anyagot szállítottak a Földre, és a 67P-ben azonosított foszfor-monoxid megerősítheti az üstökösök és a földi élet közötti kapcsolatot.”

Ennek a rendkívül érdekes kapcsolatnak a felderítése a csillagászok közös erőfeszítésének eredménye. „A foszfor-monoxid detektálása egyértelműen a földi távcsövek és az űreszközök közötti interdiszciplináris együttműködésnek köszönhető” – erősíti meg Altwegg.

Leonardo Testi, az ESO csillagásza és az ALMA európai üzemeltetési vezetője ekként összegez: "Kozmikus gyökereink feltárása, beleértve annak kiderítését, hogy az élet megjelenéséhez szükséges kémiai feltételek mennyire gyakoriak, a modern asztrofizika egyik vezető témája. Az ESO és az ALMA a távoli fiatal bolygórendszerekben található molekulák észlelésére összpontosít, a Naprendszer kémiai leltárának közvetlen összeállítását pedig az ESA küldetései, például a Rosetta teszik lehetővé. Az ESO és az ESA együttműködésének eredményeként a vezető földi bázisú és űrbeli eszközök közötti szinergia egyedülálló lehetőségeket biztosít az európai kutatóknak a cikkbenb bemutatotthoz hasonló felfedezések elérésére."

További információ

A kutatás eredményeit részletező cikk a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society c. szaklapban jelent meg.

A kutatócsoport tagjai: V. M. Rivilla (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Firenze, Olaszország [INAF-OAA]), M. N. Drozdovszkaja (Center for Space and Habitability, Universität Bern, Svájc [CSH]), K. Altwegg (Physikalisches Institut, Universität Bern, Svájc), P. Caselli (Max Planck Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Németország), M. T. Beltrán (INAF-OAA), F. Fontani (INAF-OAA), F.F.S. van der Tak (SRON Netherlands Institute for Space Research, Kapteyn Instituut, Rijksuniversiteit Groningen, Hollandia), R. Cesaroni (INAF-OAA), A. Vaszjunin (Urali Szövetségi Egyetem, Jekatyerinburg, Oroszország és Ventspils Augstskola, Lettország), M. Rubin (CSH), F. Lique (LOMC-UMR, CNRS–Université du Havre), S. Marinakis (University of East London és Queen Mary University of London, Egyesült Királyság), L. Testi (INAF-OAA, ESO Garching és Excellence Cluster „Universe”, Németország), és a ROSINA-csoport (H. Balsiger, J. J. Berthelier, J. De Keyser, B. Fiethe, S. A. Fuselier, S. Gasc, Gombosi Tamás, az MTA külső tagja, T. Sémon, C. -y. Tzou).

Az ALMA az európai ESO, az Amerikai Egyesült Államokbeli U.S. National Science Foundation (NSF) és a japán National Institutes of Natural Sciences (NINS) együttműködésében, a Chilei Köztársasággal közösen valósult meg. Az ALMA működését a tagállamai részéről az ESO, az NSF együttműködésben a kanadai National Research Council of Canada-val (NRC), a taiwani National Science Council of Taiwan (NSC) és a NINS együttműködésben a taiwani Academia Sinica-val (AS) és a Korea Astronomy and Space Science Institute-tal (KASI) finanszírozza. Az ALMA építését és működtetési feladatait a tagállamai részéről az ESO, Észak-Amerika részéről az Associated Universities, Inc. (AUI) által fenntartott National Radio Astronomy Observatory (NRAO), valamint Kelet-Ázsia részéről a National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) látja el. A Joint ALMA Observatory (JAO) irányítja az ALMA építését, az üzembehelyezését és működtetését.

 

Az ESO a legfontosabb kormányközi csillagászati szervezet Európában, és messze a legeredményesebb földfelszíni csillagászati obszervatórium az egész világon. Tizenhat tagország támogatja: Ausztria, Belgium, Csehország, Dánia, az Egyesült Királyság, Finnország, Franciaország, Hollandia, Írország, Lengyelország, Németország, Olaszország, Portugália, Spanyolország, Svájc és Svédország. Ezt a sort egészíti ki az ESO obszervatóriumainak befogadóországaként Chile, valamint stratégiai partnerként Ausztrália. Az ESO ambiciózus programjának fő célkitűzése hatékony földi megfigyelő műszerek tervezése, kivitelezése és működtetése annak érdekében, hogy a csillagászok élvonalbeli fontos tudományos felfedezéseket tehessenek. Az ESO vezető szerepet játszik csillagászati együttműködések elősegítésében és szervezésében. Az ESO három világszínvonalú megfigyelő helyet tart fenn Chilében. Ezek: La Silla, Paranal és Chajnantor. Paranalon üzemel a Nagyon Nagy Távcső (VLT), a világ legkorszerűbb, látható hullámhossztartományban üzemelő csillagászati obszervatóriuma, és két égboltfelmérő távcső, az infravörös hullámhossztartományban működő VISTA és az optikai tartományban érzékeny VLT Égboltfelmérő Távcső. Szintén a Paranalon fogja elhelyezni és üzemeltetni az ESO a Déli Cserenkov Távcsőrendszert (CTAS), a világ legnagyobb és legérzékenyebb gammasugárzás-obszervatóriumát. Az ESO vezető résztvevő az ALMA-együttműködésben, ami jelenleg a legnagyobb létező csillagászati projekt. Mindezeken túl épül már a Paranalhoz közeli Cerro Armazones tetején az ESO 39 méteres Rendkívül Nagy Távcsöve (ELT) is. Ez lesz a világ „égre néző legnagyobb szeme”.

Linkek

·      Szakcikk

·      Képek az ALMA-ról

Kapcsolat

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

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

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

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

Connect with ESO on social media

Ez az ESO eso2001 sz. sajtóközleményének fordítása

A sajtóközleményről

Közlemény száma:eso2001hu
Név:67P/Churyumov-Gerasimenko, AFGL 5142
Típus:Solar System : Interplanetary Body : Comet
Milky Way : Nebula : Type : Star Formation
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2020MNRAS.492.1180R

Képek

Foszfort tartalmazó molekulákat találtak egy csillagkeletkezési területen és a 67P üstökösben
Foszfort tartalmazó molekulákat találtak egy csillagkeletkezési területen és a 67P üstökösben
Az ALMA képe az AFGL 5142 csillagkeletkezési területről
Az ALMA képe az AFGL 5142 csillagkeletkezési területről
A Rosetta űrszonda képe a 67P/Churyumov–Gerasimenko üstökösről
A Rosetta űrszonda képe a 67P/Churyumov–Gerasimenko üstökösről
Az AFGL 5142 elhelyezkedése a Szekeres csillagképben
Az AFGL 5142 elhelyezkedése a Szekeres csillagképben
Az AFGL 5142 égi pozíciójának tágabb környezete
Az AFGL 5142 égi pozíciójának tágabb környezete

Videók

ESOcast 215: Feltérképezték az élet egyik építőkövének csillagközi vándorlását
ESOcast 215: Feltérképezték az élet egyik építőkövének csillagközi vándorlását
Ráközelítés az AFGL 5142 csillagkeletkezési területre
Ráközelítés az AFGL 5142 csillagkeletkezési területre
Animáció a 67P/Churyumov–Gerasimenko üstökösről
Animáció a 67P/Churyumov–Gerasimenko üstökösről
Animáció a csillagkeletkezési területen és a 67P üstökösben talált foszfort tartalmazó molekulákról
Animáció a csillagkeletkezési területen és a 67P üstökösben talált foszfort tartalmazó molekulákról

Tekintse meg