Астрономы выяснили маршрут "кирпичиков жизни" во Вселенной

Ученые впервые обнаружили фосфорсодержащие соединения в далекой области звездообразования, а также на комете Чурюмова-Герасименко. Результаты опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Фосфор — один из шести основных химических элементов, из которых строятся живые организмы. Он формирует основу ДНК и РНК, входит в состав молекул АТФ, участвует в построении клеточных мембран. Но как он попал на Землю на заре ее существования, остается загадкой.

Объединив результаты наблюдений, выполненных комплексом радиотелескопов ALMA, расположенным в чилийской пустыне Атакама, и межпланетным зондом Европейского космического агентства "Розетта", астрономы проследили путь фосфора от областей звездообразования до комет. Это исследование впервые показало, где образуются фосфорсодержащие молекулы, как этот элемент оказывается на кометах и какая 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", — приводятся в пресс-релизе Европейской южной обсерватории ESO слова первого автора статьи Виктора Ривилла (Víctor Rivilla), сотрудника Астрономической обсерватории "Арчетри" Национального института астрофизики Италии INAF.

Наблюдения на ALMA показали, что фосфорсодержащие молекулы образуются в процессе формирования массивных звезд. 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 "кирпичики жизни". Астрономы, работающие на ALMA, сумели обнаружить фосфорсодержащие молекулы, представленные главным образом оксидом фосфора, в области звездообразования AFGL 5142. Еще одна обнаруженная молекула — нитрид фосфора.

Уникальные характеристики телескопа позволили разобраться в деталях. Потоки газа от молодых массивных звезд формируют в межзвездных облаках полости и пустоты. На стенках этих полостей в процессе объединенного воздействия ударных волн и излучения новорожденных звезд образуются молекулы оксида фосфора.

Если стенки полости коллапсируют и образуют звезду, в частности, такую как наше Солнце, молекулы оксида фосфора могут попадать в состав зерен ледяной пыли, концентрирующейся вокруг новорожденной звезды. И еще до того, как звезда полностью сформируется, эти пылевые зерна слипаются, образуя более крупные глыбы и, наконец, кометы, которые становятся межзвездными переносчиками фосфора.

Чтобы проверить эту гипотезу, ученые изучили данные о составе кометы 67P/Churyumov–Gerasimenko, собранные с помощью орбитального спектрометра ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) — одного из приборов межпланетного зонда "Розетта", находившегося вблизи кометы в течение двух лет.

Астрономы и ранее выявляли следы фосфора в анализах "Розетты", но не знали, в состав каких молекул он входит. После открытий, сделанных комплексом ALMA, ученые, работающие в проекте ROSINA, заново пересмотрели свои данные и поняли, что и в составе кометы фосфор представлен в форме оксида.

"Фосфор — существенный элемент жизни в той ее форме, которая нам известна, — говорит Катрин Альтвегг (Kathrin Altwegg), научный руководитель программы ROSINA и один из авторов нового исследования. — Так что обнаружение окиси фосфора в составе кометы 67P подтверждает гипотезу о связи между кометами и жизнью на Земле".

Объединение данных, полученных в проектах ALMA и ROSINA, позволило проследить путь фосфорсодержащих соединений от их формирования в зонах звездообразования до появления вблизи Земли в составе комет, которые, возможно, играли ключевую роль в зарождении жизни на нашей планете.