Cesta za fosforom

Sonda Rosetta s pristávacím puzdrom Philae nad kométou 67P/CG, ilustrácia ESA

Chemický prvok fosfor je súčasťou našej DNA aj bunkových membrán. Je teda významnou zložkou života, ako ho poznáme. Akým spôsobom sa dostal na ranú Zem, je tak trochu záhada.

Astronómom sa však teraz vďaka výkonu rádioteleskopu ALMA a údajom z kometárnej sondy Európskej kozmickej agentúry (ESA) Rosetta podarilo vystopovať cestu fosforu z oblastí s prebiehajúcim vývojom hviezd až do jadier komét. Výskum ukázal, kde molekuly obsahujúce fosfor vznikajú, akým spôsobom sa transportujú do materiálu komét a ako mohla jedna konkrétna molekula zohrať kľúčovú úlohu v počiatkoch vývoja života na našej planéte.

K hmlovinám

Život na Zemi sa objavil asi pred štyrmi miliardami rokov. My však ešte nepoznáme procesy, ktoré jeho vznik umožnili, hovorí Víctor Rivilla z Astrofyzikálneho observatória Arcetri vo Florencii a vedúci autor recenzovanej štúdie, ktorá bola publikovaná v prestížnom vedeckom časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Nové poznatky získané na základe pozorovaní rádioteleskopom ALMA, ktorého európskym partnerom je Európske južné observatórium (European Southern Observatory; ESO), a údajov z prístroja ROSINA na palube kometárnej sondy Rosetta ukázali, že oxid fosforu je kľúčovým dielikom skladačky vedúcej k porozumeniu pôvodu života.
Vďaka výkonu rádioteleskopu ALMA, ktorý umožnil detailne nahliadnuť do oblasti s prebiehajúcim vývojom hviezd známej pod označením AFGL 5142, mohli astronómovia určiť, kde presne zlúčeniny fosforu vznikajú. Nové hviezdy a planetárne systémy sa totiž utvárajú vo vnútrach medzihviezdnych oblakov plynu a prachu. Tieto hmloviny sú teda ideálnym miestom, kde s pátraním po stavebných kameňoch života treba začať.

Fosfor (z gréčtiny phosphorus; nosiaci svetlo) je chemický prvok v periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku P a protónové číslo 15. Ako čistá látka sa vyskytuje v niekoľkých modifikáciách. Elektrónová konfigurácia fosforu je 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³ a vo valenčných p orbitáloch má tri nespárené elektróny. V zlúčeninách sa vyskytuje v oxidačných stupňoch od -III po V.
Fosfor a jeho zlúčeniny majú široké využitie v rôznych odvetviach priemyslu od zložiek zubných pást až po pesticídy.

V našej slnečnej sústave

Kométa 67P/Čurjumov-Gerasimenko, foto ESA/Rosetta

Pozorovania získané pomocou rádioteleskopu ALMA ukázali, že molekuly s viazaným fosforom vznikajú počas počiatočného vývoja hmotných hviezd. Plyn prúdiaci z mladých stálic vyhĺbi v zárodočnom medzihviezdnom oblaku dutiny a molekuly obsahujúce fosfor následne vznikajú na okrajoch týchto prieluk spoločným pôsobením rázových vĺn a intenzívneho žiarenia hmotnej hviezdy. Astronómovia tvrdia, že najhojnejšie zastúpenou molekulou fosforu v týchto oblastiach je práve oxid fosforu.
Keď vedci ukončili pátranie po tejto molekule v medzihviezdnych oblakoch s prebiehajúcou tvorbou hviezd, pustili sa do hľadania aj v jednom z objektov našej slnečnej sústavy, teraz už na slávnej kométe 67P/Čurjumov-Gerasimenko (CG). Cieľom bolo sledovať životnú cestu molekúl obsahujúcich fosfor. Keď totiž okrajové časti pôvodných dutín v medzihviezdnom oblaku tiež skolabujú a vzniknú v nich ďalšie hviezdy (predovšetkým tie menej hmotné, podobné Slnku), môžu molekuly obsahujúce fosfor vymrznúť a zmiešať sa s ľadmi ďalších zlúčenín uchytených na prachových zrnách v okolí rodiacich sa stálic. Dokonca ešte pred ukončením vývoja samotnej hviezdy dochádza v jej okolí k zlepovaniu prachových zŕn – najprv do podoby drobných kamienkov a následne do kometárnych jadier, ktoré sa tak stávajú prenášačmi týchto molekúl.

Pokračovanie článku si môžete prečítať v časopise Quark 3/2020. Ak chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov, prihláste sa. Ak ešte nie ste naším predplatiteľom, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.

BP

Komentáre