eso2001nb — Pressemelding

Astronomer avslører den interstellare opprinnelsen til en av livets byggesteiner

ALMA og Rosetta kartlegger den kosmiske reisen til fosfor

15. januar 2020

Fosfor, som vi finner i vårt DNA og i cellemembraner, er et essensielt grunnstoff for livet slik vi kjenner det. Men hvordan det kom til den unge jordkloden er litt av et mysterium. Astronomer har nå sporet fosforens reise fra stjernedannende regioner til kometer ved å bruke de samlede kreftene til ALMA og romsonden Rosetta. Forskningen deres viser for første gang hvor molekyler som inneholder fosfor dannes, hvordan dette grunnstoffet blir fraktet av kometer, og hvordan et bestemt molekyl kan ha spilt en avgjørende rolle i å starte livet på planeten vår.

«Livet dukket opp på jorda for rundt 4 milliarder år siden, men vi kjenner fortsatt ikke prosessene som gjorde det mulig», sier Víctor Rivilla, hovedforfatteren av en ny studie publisert i dag i tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. De nye resultatene fra Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), der European Southern Observatory (ESO) er en partner, og fra ROSINA-instrumentet ombord på Rosetta, som tilhører Den europeiske romfartsorganisasjonen (ESA), viser at fosformonoksid er en viktig brikke for å forstå livets opprinnelse.

Med kraften fra ALMA, som gjorde det mulig å få et detaljert bilde av den stjernedannende regionen AFGL 5142, kunne astronomer finne ut hvor fosforholdige molekyler, som fosformonoksid, dannes. Nye stjerner og planetariske systemer oppstår i skylignende regioner med gass og støv som ligger mellom stjerner. Disse interstellare skyene er derfor et ideelt sted å starte letingen etter livets byggesteiner.

ALMA-observasjonene viste at fosforbærende molekyler dannes når det dannes massive stjerner. Gasstrømmer fra unge, massive stjerner åpner hulrom i interstellare skyer. Molekyler som inneholder fosfor, dannes på hulromsveggene, gjennom den kombinerte virkningen av sjokk og stråling fra den unge stjernen. Astronomene har også vist at fosformonoksid er det fosforbærende molekylet det finnest mest av i hulromsveggene.

Etter å ha lett etter dette molekylet i stjernedannende regioner med ALMA, gikk det europeiske teamet videre til et objekt i solsystemet: den nå berømte kometen 67P/Tsjurjumov–Gerasimenko. Tanken var å følge sporet av disse fosforbærende forbindelsene. Hvis hulromsveggene kollapser for å danne en stjerne, spesielt en stjerne som er mindre massiv, slik som sola, kan fosformonoksid fryse og bli fanget i de iskalde støvkornene som er igjen rundt den nye stjernen. Selv før stjernen er ferdig dannet, samles disse støvkornene for å danne småstein, steiner, og til slutt kometer, som blir transportører av fosformonoksid.

ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) samlet inn data fra 67P i de to årene Rosetta gikk i bane rundt kometen. Astronomer hadde funnet antydninger til fosfor i ROSINA-dataene før, men de visste ikke hvilket molekyl som hadde båret det dit. Kathrin Altwegg, hovedforsker for ROSINA og forfatter av den nye studien, fikk en anelse om hva dette molekylet kunne være etter å ha blitt kontaktet på en konferanse av en astronom som studerte stjernedannende regioner med ALMA: «Hun sa at fosformonoksid ville være en veldig sannsynlig kandidat, så jeg gikk tilbake til dataene våre og der var det!» 

Denne første observasjonen av fosformonoksid på en komet hjelper astronomer med å trekke en forbindelse mellom stjernedannende regioner, der molekylet er dannet, helt til jorda.

«Kombinasjonen av dataene fra ALMA og ROSINA har avslørt en slags kjemisk tråd under hele stjernedannelsesprosessen, der fosformonoksid spiller den dominerende rollen», sier Rivilla, som er forsker ved Arcetri Astrophysical Observatory ved INAF, Italias nasjonale institutt for astrofysikk.

«Fosfor er essensielt for livet slik vi kjenner det», legger Altwegg til. «Ettersom kometer sannsynligvis leverte store mengder organiske forbindelser til jorda, kan fosformonoksidet som finnes i kometen 67P styrke forbindelsen mellom kometer og livet på jorda.» 

Denne spennende reisen kan dokumenteres på grunn av samarbeid mellom astronomer. «Deteksjonen av fosformonoksid var mulig takket være en tverrfaglig utveksling mellom teleskoper på jorda og instrumenter i verdensrommet», sier Altwegg.

Leonardo Testi, ESO-astronom og ALMA European Operations Manager, konkluderer: «Å forstå vår kosmiske opprinnelse, inkludert hvor vanlige de kjemiske forhold som er gunstige for livets opprinnelse, er et hovedtema for moderne astrofysikk. Mens ESO og ALMA fokuserer på observasjoner av molekyler i fjerne unge planetariske systemer, blir den direkte utforskningen av den kjemiske beholdningen i vårt solsystem muliggjort av ESA-oppdrag, som Rosetta. Synergien mellom verdensledende bakkebaserte teleskoper og romfasiliteter, gjennom samarbeidet mellom ESO og ESA, er en kraftig ressurs for europeiske forskere og gjør det mulig å gjøre transformerende funn, slik som funnet som er rapportert i denne artikkelen.» 

Mer informasjon

Denne studien ble presentert i en vitenskapelige artikkele som kommer i tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Teamet består av V. M. Rivilla (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florence, Italia [INAF-OAA]), M. N. Drozdovskaya (Center for Space and Habitability, University of Bern, Sveits [CSH]), K. Altwegg (Physikalisches Institut, University of Bern, Sveits), 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, og Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Nederland), R. Cesaroni (INAF-OAA), A. Vasyunin (Ural Federal University, Ekaterinburg, Russland, og Ventspils University of Applied Sciences, Latvia), M. Rubin (CSH), F. Lique (LOMC-UMR, CNRS–Université du Havre), S. Marinakis (University of East London, og Queen Mary University of London, Storbritannia), L. Testi (INAF-OAA, ESO Garching, og Excellence Cluster “Universe”, Tyskland), og 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).

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) er et internasjonalt samarbeid mellom ESO, det amerikanske National Science Foundation (NSF), National Institutes of Natural Sciences (NINS) i Japan samt vertsnasjonen Chile. ALMA finansieres av ESO på vegne av organisasjonens medlemsland, av NSF i samarbeid med National Research Council (NRC) i Canada og National Science Council (NSC) i Taiwan, og av NINS i samarbeid med Academia Sinica (AS) i Taiwan og Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). Byggingen og driften av ALMA ledes av ESO på vegne av organisasjonens medlemsland, av National Radio Astronomy Observatory (NRAO), som styres av Associated Universities Inc. (AUI), på vegne av Nord-Amerika, og av National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) på vegne av Øst-Asia. Joint ALMA Observatory (JAO) står for den overordnede ledelse og administrasjon av byggefasen, oppstart og drift av ALMA.

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 16 land: Belgia, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike, samt vertsnasjonen Chile og med Australia som en strategisk partner. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO oppført Very Large Telescope og det verdensledende Very Large Telescope Interferometer, samt de to kartleggingsteleskopene VISTA som observerer i infrarødt og VLT Survey Telescope som observerer i synlig lys. ESO er også en viktig partner i to fasiliteter ved Chajnantor, APEX og ALMA, som er nåtidens største astronomiprosjekt. På Cerro Armazones, ikke langt fra Paranal, er ESO i ferd med å bygge Extremely Large Telescope (ELT). Med en speildiameter på 39 meter vil dette bli det største «øye» i verden som ser opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Maria Hammerstrøm (oversetter & norsk pressekontakt)
Universitetet i Oslo
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

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

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

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

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

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso2001 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso2001nb
Navn:67P/Churyumov-Gerasimenko, AFGL 5142
Type:Solar System : Interplanetary Body : Comet
Milky Way : Nebula : Type : Star Formation
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2020MNRAS.492.1180R

Bilder

Fosforbærende molekyler funnet i et stjernedannende område og på komet 67P
Fosforbærende molekyler funnet i et stjernedannende område og på komet 67P
ALMA-bilde av den stjernedannende regionen AFGL 5142
ALMA-bilde av den stjernedannende regionen AFGL 5142
Rosetta-bilde av kometen 67P/Tsjurjumov–Gerasimenko
Rosetta-bilde av kometen 67P/Tsjurjumov–Gerasimenko
Plassering av AFGL 5142 i stjernebildet Kusken
Plassering av AFGL 5142 i stjernebildet Kusken
Bilde av regionen på himmelen der AFGL 5142 ligger
Bilde av regionen på himmelen der AFGL 5142 ligger

Videoer

ESOcast 215 Light: Den interstellare opprinnelsen til en av livets byggesteiner er avslørt
ESOcast 215 Light: Den interstellare opprinnelsen til en av livets byggesteiner er avslørt
Zoom inn på den stjernedannende regionen AFGL 5142
Zoom inn på den stjernedannende regionen AFGL 5142
Animasjon av 67P/Tsjurjumov–Gerasimenko
Animasjon av 67P/Tsjurjumov–Gerasimenko
Animasjon av fosforbærende molekyler funnet i et stjernedannende område og på komet 67P
Animasjon av fosforbærende molekyler funnet i et stjernedannende område og på komet 67P

Se også