eso2001ru — Научный релиз

Астрономы проследили межзвездный путь одного из «строительных кирпичиков» жизни

ALMA и «Розетта» картографировали путешествие фосфора

15 января 2020 г., St.-Petersburg

Фосфор – существенный элемент жизни в ее известной нам форме. Он присутствует в нашей ДНК и клеточных мембранах. Но как он попал на Землю на заре ее существования -- загадка. Объединив результаты наблюдений, выполненных с антенной решеткой ALMA и данные, полученные межпланетным зондом Европейского космического агентства «Розетта», астрономы проследили путь фосфора от областей звездообразования до комет. Эти исследования впервые показали, где образуются фосфоросодержащие молекулы, как этот элемент оказывается на кометах и как конкретная молекула могла сыграть ключевую роль в зарождении жизни на нашей планете.

"Жизнь появилась на Земле примерно 4 миллиарда лет назад, но мы все еще не знаем, какие процессы к этому привели", -- говорит Виктор Ривилла (Víctor Rivilla), основной автор нового исследования, которое сегодня публикуется в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Новые результаты, полученные на Большой Атакамской миллиметровой / субмиллиметровой антенной решетке ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array), которую в качестве партнера эксплуатирует Европейская Южная Обсерватория (ESO), и при помощи приемника ROSINA, установленного на борту зонда «Розетта», показывают, что ключом к разгадке происхождения жизни оказывается оксид фосфора.

Уникальные характеристики телескопа ALMA позволили получить детальную картину области звездообразования AFGL 5142 и выделить в ней зоны образования фосфоросодержащих молекул, таких, как окись фосфора. В этих заполненных пылью и газом межзвездных областях появляются новые звезды и планетные системы. Таким образом, эти межзвездные облака являются идеальными местами, в которых следует искать «строительные кирпичики» жизни. 

Наблюдения на ALMA показали, что фосфоросодержащие молекулы образуются в процессе формирования массивных звезд. Потоки газа от молодых массивных звезд образуют в межзвездных облаках полости и пустоты. Фосфоросодержащие молекулы образуются на стенках этих полостей в процессе объединенного воздействия ударных волн и излучения новорожденной звезды. Астрономы также показали, что окись фосфора – самая распространенная фосфоросодержащая молекула на стенках такой полости.

После того, как с антенной решеткой ALMA был выполнен поиск этой молекулы в областях звездообразования, группа европейских исследователей переключилась на объект Солнечной системы: ныне знаменитую комету Чурюмова-Герасименко 67P/ChuryumovGerasimenko. Идея состояла в том, чтобы последовательно проследить путь фосфоросодержащих соединений. Если стенки полости коллапсируют и образуют звезду, в частности, не очень массивную, такую, как наше Солнце, окружающие ее молекулы окиси фосфора могут попадать в состав зерен ледяной пыли, концентрирующейся вокруг новорожденной звезды. И еще до того, как звезда полностью сформируется, эти пылевые зерна слипаются и образуют более крупную «гальку», камни и наконец кометы, которые и становятся переносчиками окиси фосфора.

Используя орбитальный спектрометр ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis), астрономы в течение двух лет, когда зонд «Розетта» находился вблизи кометы 67P, собирали данные о химическом составе кометы. Астрономы еще до этого находили следы фосфора в данных, полученных с приемником ROSINA, но они не знали точно, в состав каких молекул он входит. Катрин Альтвегг (Kathrin Altwegg), научный руководитель программы ROSINA и автор нового исследования, говорит, что ее «озарило» и она поняла, что это может быть за молекула, после того, как на конференции к ней подошел побеседовать астроном, исследующий области звездообразования на ALMA: “Она сказала, что окись фосфора – весьма правдоподобный кандидат на эту роль. Я заново пересмотрела наши данные и поняла, что нашла то, что искала!

Таким образом, впервые обнаруженный на комете моноксид фосфора позволяет астрономам проследить путь молекулы от области звездообразования, до ее появления вблизи Земли в составе кометы.

Объединение данных, полученных на ALMA и ROSINA, выявило в процессе звездообразования цепочку химических превращений, в которой окись фосфора играет доминирующую роль”, -- говорит Ривилла, сотрудник Астрономической обсерватории Арчетри Национального института астрофизики Италии INAF.

Фосфор – существенный элемент жизни в той ее форме, которая нам известна,” добавляет Альтвегг. “Так как, что весьма вероятно, именно кометы принесли на Землю большое количество органических соединений, обнаружение окиси фосфора в составе кометы 67P укрепляет предположение о связи между кометами и жизнью на Земле.”

«Путешествие» молекулы удалось задокументировать благодаря сотрудничеству астрономов. “Регистрация окиси фосфора – блестящий результат обмена данными между наземными телескопами и космическими инструментами”, -- говорит Альтвегг.

Леонардо Тести (Leonardo Testi), астроном ESO и европейский менеджер операций ALMA, заключает: “Понимание механизма происхождения жизни, нашего космического происхождения, в том числе того, насколько обычными являются в космосе благоприятные для жизни химические условия – одна из главных проблем современной астрофизики. В то время, как ESO и ALMA занимаются наблюдениями молекул в удаленных молодых планетных системах, космические миссии ESA, такие, как «Розетта», ведут прямые исследования химического состава тел Солнечной системы. Совместное использование ведущих наземных и космических инструментов мира, на котором построено сотрудничество ESO и ESA – мощный актив европейских исследователей, который делает возможными такие значительные открытия, как публикуемые сегодня результаты.

Узнать больше

Результаты исследования представлены в статье, публикуемой в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Состав исследовательской группы: 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).

Большая Атакамская миллиметровая / субмиллиметровая решетка ALMA (The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) – международный астрономический инструмент, совместный проект ESO, Национального научного фонда США NSF (U.S. National Science Foundation) и Национального института естественных наук Японии NINS (National Institutes of Natural Sciences) в кооперации с Республикой Чили. ALMA финансируется ESO (представляющей объединенные интересы своих стран-участниц), фондом NSF совместно с Национальным советом по научным исследованиям Канады NRC (National Research Council) и Национальным советом по науке Тайваня NSC (National Science Council), а также NINS в кооперации с тайваньской Academia Sinica (AS) и Корейским институтом астрономии и космических исследований KASI (Korea Astronomy and Space Science Institute). Строительство и эксплуатация телескопа ALMA осуществляются ESO, представляющей интересы своих стран-участниц, Национальной радиоастрономической обсерваторией США NRAO (National Radio Astronomy Observatory), управляемой компанией Associated Universities, Inc. (AUI), представляющей Северную Америку и Национальной астрономической обсерваторией Японии NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan), представляющей Восточную Азию. Общее управление строительством, тестированием и эксплуатацией ALMA осуществляется в рамках JAO: Объединенной обсерватории ALMA (Joint ALMA Observatory). 

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, намного обгоняющая по продуктивности другие наземные астрономические обсерватории мира. В ее работе участвуют 16 стран: Австрия, Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Ирландия, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO, и Австралия, являющаяся ее стратегическим партнером. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономии. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), способный работать в формате Очень Большого Телескопа-Интерферометра VLTI, и два крупнейших широкоугольных телескопа: VISTA, выполняющий обзоры неба в инфракрасных лучах, и обзорный телескоп оптического диапазона VLT (VLT Survey Telescope). ESO также является одним из основных партнеров по эксплуатации двух инструментов субмиллиметрового диапазона на плато Чахнантор: телескопа APEX и крупнейшего астрономического проекта современности ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, ESO ведет строительство 39-метрового Чрезвычайно Большого Телескопа ELT, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +79112122130
Сотовый: +79112122130
Email: kirill.maslennikov1@gmail.com

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

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

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

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

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso2001.

О релизе

Релиз №:eso2001ru
Название:67P/Churyumov-Gerasimenko, AFGL 5142
Тип:Solar System : Interplanetary Body : Comet
Milky Way : Nebula : Type : Star Formation
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2020MNRAS.492.1180R

Изображения

Фосфоросодержащие молекулы в области звездообразования и комета 67P
Фосфоросодержащие молекулы в области звездообразования и комета 67P
Полученное на ALMA изображение области звездообразования AFGL 5142
Полученное на ALMA изображение области звездообразования AFGL 5142
Вид кометы 67P/Churyumov–Gerasimenko с борта «Розетты»
Вид кометы 67P/Churyumov–Gerasimenko с борта «Розетты»
Положение области AFGL 5142 в созвездии Возничего
Положение области AFGL 5142 в созвездии Возничего
Широкоугольный снимок окрестностей AFGL 5142
Широкоугольный снимок окрестностей AFGL 5142

Видео

ESOcast 215 Light: Выявлен межзвездный «маршрут» одного из «кирпичиков жизни»
ESOcast 215 Light: Выявлен межзвездный «маршрут» одного из «кирпичиков жизни»
«Полет» к области звездообразования AFGL 5142
«Полет» к области звездообразования AFGL 5142
Анимированное изображение кометы 67P/Churyumov–Gerasimenko
Анимированное изображение кометы 67P/Churyumov–Gerasimenko
Анимация фосфоросодержащих молекул, найденных в области звездообразования и на комете 67P
Анимация фосфоросодержащих молекул, найденных в области звездообразования и на комете 67P

Также смотрите наши