Das Leben entstand vor 3,6 Milliarden Jahren! Die Entdeckung von Phosphormonoxid ist der Schlüssel zum Geheimnis der Entstehung des Lebens!

Wie Sie wissen, ist Phosphor in der DNA und in Zellmembranen vorhanden und ein lebensnotwendiges Element. Aber wie gelangte Phosphor auf die frühe Erde? Es ist ein kleines Mysterium. Astronomen haben nun die vereinten Fähigkeiten von ALMA und der Rosetta-Sonde der Europäischen Weltraumorganisation genutzt, um die Reise des Phosphors von Sternentstehungsgebieten bis hin zu Kometen zu verfolgen. Die Studie zeigt erstmals, wo phosphorhaltige Moleküle entstanden, wie das Element in Kometen transportiert wurde und welche Schlüsselrolle bestimmte Moleküle bei der Entstehung des Lebens auf unserer Erde spielten. Die Ergebnisse der Studie werden in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.

„Das Leben begann auf der Erde vor etwa 3,6 Milliarden Jahren, aber wir wissen immer noch nicht, welche Prozesse dies ermöglicht haben“, sagte Víctor Rivila, der Hauptautor der neuen Studie. Neue Ergebnisse des Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), einer Zusammenarbeit zwischen der Europäischen Südsternwarte (ESO) und dem ROSINA-Instrument auf Rosetta, legen nahe, dass Phosphormonoxid ein Schlüsselstück im Puzzle der Entstehung des Lebens ist. Mit ALMA wurden detaillierte Beobachtungen der Sternentstehungsregion AFGL 5142 durchgeführt, wodurch Astronomen die Orte bestimmen konnten, an denen phosphorhaltige Moleküle wie Phosphormonoxid gebildet werden.

In den wolkenartigen Regionen aus Gas und Staub zwischen den Sternen entstehen neue Sterne und Planetensysteme. Diese interstellaren Wolken sind daher ein idealer Ausgangspunkt für die Suche nach den Bausteinen des Lebens. ALMA-Beobachtungen zeigen, dass bei der Entstehung massereicher Sterne phosphorhaltige Moleküle entstehen. Von jungen massereichen Sternen ausgestoßenes Gas öffnet Hohlräume in interstellaren Wolken. Durch die kombinierte Wirkung von Stoßwellen und Strahlung der jungen Sterne bilden sich an den Hohlraumwänden phosphorhaltige Moleküle. Astronomen fanden außerdem heraus, dass Phosphormonoxid das am häufigsten vorkommende phosphorhaltige Molekül in den Höhlenwänden ist. Nachdem das europäische Team mit ALMA in Sternentstehungsgebieten nach diesem Molekül gesucht hatte, untersuchte es anschließend ein Objekt in unserem Sonnensystem:

Dies ist der mittlerweile berühmte Komet 67P/Churyumov–Gerasimenko. Die Idee besteht darin, diese phosphorhaltigen Verbindungen aufzuspüren. Wenn die Hohlraumwände kollabieren und ein Stern entsteht, insbesondere ein weniger massereicher Stern wie die Sonne, könnte Phosphormonoxid gefrieren und in den eisigen Staubkörnern eingeschlossen werden, die den neuen Stern umgeben. Noch bevor sich Sterne vollständig bilden, verklumpen diese Staubkörner und bilden Kieselsteine, Steine ​​und schließlich Kometen, die als Transporter für Phosphormonoxid dienen. ROSINA, die Abkürzung für Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis, sammelte während der zwei Jahre, in denen Rosetta den Kometen umkreiste, Daten zu 67P.

Astronomen hatten in den ROSINA-Daten bereits zuvor Anzeichen von Phosphor gefunden, hatten jedoch keine Ahnung, welches Molekül ihn dorthin gebracht hatte. Kathrin Altwegg, eine der leitenden Forscherinnen bei Rosina und eine der Autorinnen der neuen Studie, sagte: „Auf einer Konferenz fand eine Astronomin, die mit ALMA Sternentstehungsgebiete untersucht, einen Hinweis darauf, was dieses Molekül sein könnte: Sie sagte, Phosphormonoxid sei ein sehr wahrscheinlicher Kandidat, also ging ich noch einmal unsere Daten durch und fand ihn!“ Der erste Nachweis von Phosphormonoxid auf einem Kometen könnte Astronomen dabei helfen, Verbindungen zwischen Sternentstehungsgebieten bis zurück zur Erde herzustellen.

„Die kombinierten Daten von ALMA und ROSINA enthüllten die Existenz einer chemischen Linie während des gesamten Prozesses der Sternentstehung, bei der Phosphormonoxid eine dominierende Rolle spielt“, sagte Dr. Rivera, ein Forscher am Astrophysikalischen Observatorium Arcetri des italienischen Nationalen Instituts für Astrophysik (INAF). Phosphor ist für das Leben, wie wir es kennen, von wesentlicher Bedeutung. Da Kometen höchstwahrscheinlich große Mengen organischer Verbindungen auf die Erde gebracht haben, könnte die Entdeckung von Phosphormonoxid im Kometen 67P die Verbindung zwischen Kometen und Leben auf der Erde stärken. Diese faszinierende Reise konnte dank der Zusammenarbeit von Astronomen dokumentiert werden.

Der Nachweis von Phosphormonoxid ist eindeutig auf eine interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Teleskopen auf der Erde und Instrumenten im Weltraum zurückzuführen. „Das Verständnis unserer kosmischen Ursprünge, einschließlich der Frage, wie häufig chemische Bedingungen herrschen, die die Entstehung von Leben begünstigen, ist ein wichtiges Thema der modernen Astrophysik“, schließt Leonardo Testi, ESO-Astronom und ALMA-Betriebsleiter in Europa. Während sich ESO und ALMA auf die Beobachtung von Molekülen in weit entfernten jungen Planetensystemen konzentrieren, ermöglichen uns ESA-Missionen wie Rosetta die direkte Erforschung des chemischen Inventars in unserem eigenen Sonnensystem. Die Synergie zwischen den weltweit führenden Boden- und Weltraumeinrichtungen durch die Partnerschaft zwischen ESO und ESA ist ein großer Vorteil.

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Bo Ke Yuan | Forschung/Von: Europäische Südsternwarte

Referenzzeitschriften: arXiv, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Zitat: arXiv:1911.11647

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