Niedobory fosforu, czyli kosmiczny problem dla pozaziemskiego życia
Para walijskich astronomów ogłosiła właśnie niepokojącą wiadomość dla wypatrujących życia pozaziemskiego. Na podstawie obserwacji Mgławicy Kraba ustalili, że prawdopodobnie w przestrzeni kosmicznej jest znacznie mniej fosforu, niż dotąd zakładano. A to oznacza mniejsze prawdopodobieństwo powstania życia, dla którego fosfor jest bardzo ważnym pierwiastkiem.
Na European Week of Astronomy and Space Science 2018 w Liverpoolu (3-6 kwietnia 2018) dr Jane Graves i dr Phil Cigan zaprezentowali wyniki swoich bardzo interesujących badań. Zdaniem astronomów z Uniwersytetu w Cardiff w Kosmosie jest bardzo niewiele fosforu – jednego z pierwiastków, który odgrywa zasadniczą rolę dla życia. Jeśli te wyniki się potwierdzą, będzie trzeba na nowo przemyśleć prawdopodobieństwo istnienia pozaziemskiego życia.
Ponieważ w realiach ziemskich fosfor jest jednym z najważniejszych pierwiastków powiązanych z życiem, dr Graves zajmowała się poszukiwaniem fosforu we Wszechświecie, zakładając, że mógłby tam pełnić podobną rolę. Jeśli w jakiejś części Kosmosu brakuje tego ważnego pierwiastka o symbolu P, to zdaniem badaczki istnienie tam życia było znacznie mniej prawdopodobne.
– Fosfor jest jednym z zaledwie sześciu pierwiastków chemicznych, na których opiera się funkcjonowanie ziemskich organizmów – wyjaśnia dr Graves. – Jest kluczowym elementem wiążącym Adenozyno-5′-trifosforan (ATP), który ma bardzo ważne zadanie – odpowiada za transport i magazynowanie energii wewnątrz komórki. Wiemy, że fosfor powstaje podczas eksplozji supernowych. Jednak ilość, którą udało nam się dotąd zaobserwować nie odpowiada naszym komputerowym modelom. Zastanawiamy się, jakie implikacje dla życia na innych planetach miało by to, jeśli nieokreślone ilość tego pierwiastka byłyby wyrzucane w przestrzeń kosmiczną, a następnie uczestniczyły by w powstawaniu nowych planet.
Zespół badaczy zwrócił się więc w stronę Mgławicy Kraba, czyli pozostałości po supernowej zaobserwowanej tysiąc lat temu przez chińskich i arabskich astronomów, odległej od nas o 6500 lat świetlnych. Posłużono się w tym celu brytyjskim Teleskopem Williama Herschela, umieszonym na wyspie La Palma na Wyspach Kanaryjskich. Za jego pomocą poszukiwano promieniowania podczerwonego, które emituje fosfor i żelazo.
– Tego typu badania były dotąd prowadzone tylko raz – opowiada dr Phil Cigan, współpracownik dr Graves, ekspert w badaniach nad pozostałościami po gwiazdach. – Przyglądano się wtedy pozostałości po supernowej w gwiazdozbiorze Kasjopei, zwanej Cassiopeia A. Możemy porównać te dwa gwiezdne wybuchy i sprawdzić, czy wyrzuciły proporcjonalnie podobne masy fosforu i żelaza. Ten pierwszy pierwiastek jest ważny w kontekście życia na Ziemi, a drugi jest podstawowym budulcem jądra naszej planety.
– To dopiero początek naszych badań – kontynuuje dr Cigan. – Mamy tylko wstępne rezultaty, ale już na tej podstawie można stwierdzić, że w obserwowanych przez nas częściach w Mgławicy Kraba jest znacznie mniej fosforu niż w Cassiopeii A. Prawdopodobnie wynika to z tego, że Cas A powstała w wyniku wybuchu rzadko spotykanej, bardzo masywnej gwiazdy. Prowadzimy dalsze obserwacje. Chcemy przede wszystkim upewnić się, że nie pominęliśmy jakiegoś regionu Mgławicy Kraba, który byłby bogaty w fosfor.
Dotychczasowe badania każą przypuszczać, że materiał wyrzucany w przestrzeń kosmiczną, który może utworzyć nowe planety albo dotrzeć do młodych, formujących się planet, jest bardzo zróżnicowany pod względem składu chemicznego. Jak podkreślają badacze, dotarcie fosforu do rodzących się planet jest niepewną, a często mało prawdopodobną ścieżką. Podejrzewają, że na Ziemię fosfor dotarł z meteorytami uderzającymi na etapie formowania się planety, ale niewiele minerałów było na tyle reaktywnych, by uczestniczyć w powstawaniu protobiocząsteczki.
Jeśli fosfor powstaje wyłącznie w supernowych i podróżuje przez przestrzeń kosmiczną w meteorytach, to niewiele młodych planet może mieć tyle szczęścia co nasza. Szczególnie, jeśli nie każda supernowa produkuje go w odpowiedniej ilości. Dla środowiska ubogiego w fosfor powstanie życia podobnego do naszego wydaje się zaś wysiłkiem ponad miarę.
Naukowcy z Uniwersytetu w Cardiff planują dalsze badania. Przede wszystkim chcą zbadać kolejne supernowe, aby sprawdzić czy w nich także występuje tak niewiele fosforu. Czy rzeczywiście ten pierwiastek, tak ważny dla życia, jest w Kosmosie tak rzadki.
Opracowano na podstawie artykułu Paucity of phosphorus hints at precarious path for extraterrestrial life opublikowanego na portalu EurekAlert.org
