Gwiezdny fosfor pomoże znaleźć egzoplanety potencjalnie nadające się do zamieszkania?
Badaczka z Southwest Research Institute zidentyfikowała gwiezdny fosfor jako prawdopodobny marker zawężający poszukiwanie życia w kosmosie. Opracowała techniki identyfikacji gwiazd, które mogą mieć egzoplanety, bazując na składzie chemicznym gwiazd, o których wiadomo, że mają planety, i proponuje, aby przyszłe badania skupiały się na gwiezdnym fosforze, by znaleźć układy o największym jakie znamy prawdopodobieństwie istnienia życia.
„Szukając egzoplanet i próbując sprawdzić, czy są zdatne do zamieszkania, ważne jest, aby planeta żyła aktywnymi cyklami, wulkanami i tektoniką płyt. Współautorka mojej pracy, dr Hilairy Hartnett, jest oceanografem i wskazała, że fosfor jest niezbędny dla wszelkiego życia na Ziemi. Jest niezbędny do tworzenia DNA, błon komórkowych, kości i zębów ludzi i zwierząt a nawet morskiego mikrobiomu planktonu” – mówi dr Natalie Hinkel z SwRI, astrofizyk planetarny i główna autorka nowego artykułu opublikowanego w Astrophysical Research Letters.
Określenie proporcji pierwiastków w ekosystemach egzoplanetarnych nie jest jeszcze możliwe, ale ogólnie przyjmuje się, że planety mają skład podobny do swoich gwiazd macierzystych. Naukowcy mogą spektroskopowo mierzyć obfitość pierwiastków w gwieździe, badając, jak światło oddziałuje z pierwiastkami w górnych warstwach jej atmosfery. Korzystając z tych danych, naukowcy mogą wnioskować, z czego zbudowane są planety krążące wokół gwiazdy, używając składu chemicznego gwiazd jako wskaźnika zastępczego dla ich planet.
Na Ziemi kluczowymi pierwiastkami w biologii są węgiel, wodór, azot, tlen, fosfor i siarka (czyli CHNOPS). W dzisiejszych oceanach fosfor jest uważany za najbardziej ograniczający składnik pokarmowy dla życia, ponieważ jest najmniej dostępną substancją chemiczną niezbędną do reakcji biochemicznych.
Hinkel wykorzystała katalogi Hypatia, publicznie dostępną bazę danych gwiazd, które opracowała, aby ocenić i porównać wskaźniki obfitości węgla, azotu, krzemu i fosforu w pobliskich gwiazdach z tymi zawartymi w przeciętnym morskim planktonie, skorupie ziemskiej, a także w krzemianach luzem na Ziemi i Marsie.
„Ale jest tak mało danych dotyczących obfitości fosforowej w gwiazdach, istnieją tylko dla około 1% gwiazd. To sprawia, że naprawdę trudno jest określić jakiekolwiek wyraźne trendy między gwiazdami, nie mówiąc już o roli fosforu w ewolucji egzoplanet” – mówi Hinkel.
Nie jest tak, że gwiazdom brakuje fosforu, ale pomiar tego pierwiastka jest trudny, ponieważ jest wykrywany w obszarze widma światła, którego zwykle się nie obserwuje: na krawędzi optycznej długości fali światła i promieniowania podczerwonego. Większość badań spektroskopowych nie jest dostrojona do znajdowania pierwiastków w tak wąskim zakresie.
„Nasze Słońce ma stosunkowo wysoki poziom fosforu, a biologia Ziemi wymaga niewielkiej, ale zauważalnej jego ilości. Tak więc prawdopodobne jest, że na planetach skalistych, które krążą wokół swoich gwiazd macierzystych z mniejszą ilością fosforu będzie on niedostępny dla potencjalnego życia. Dlatego też wzywamy społeczność badającą obfitość gwiazd do uczynienia obserwacji fosforu priorytetem w przyszłych badaniach” – dodaje Hinkel.
Idąc dalej, odkrycia te mogą zrewolucjonizować wybór gwiazd docelowych do przyszłych badań i ustalić rolę, jaką pierwiastki odgrywają w wykrywaniu egzoplanet a także ich formowaniu się i przystosowaniu do zamieszkania.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
