发现一氧化二磷,是生命起源之谜的关键!生命在36亿年前就诞生了

发现一氧化二磷,是生命起源之谜的关键!生命在36亿年前就诞生了

正如你所知的,磷存在于DNA和细胞膜中,是生命的基本元素。但磷是如何到达早期地球的?这在某种程度上是一个谜。天文学家现在已经利用ALMA和欧洲航天局罗塞塔号探测器的综合能力,追踪了磷从恒星形成区到彗星的旅程。研究首次显示了含有磷的分子在哪里形成,这种元素是如何在彗星中携带,以及特定的分子,如何在我们地球上开始生命的过程中发挥了关键作用,其研究成果发表在《皇家天文学会月刊》上

新研究的主要作者维克多·里维拉(Víctor Rivila)表示:生命大约在36亿年前开始在地球上诞生,但我们仍然不知道是什么过程使其成为可能。由欧洲南方天文台(ESO)合作的阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)和罗塞塔号上ROSINA仪器的新结果表明,一氧化二磷是生命起源之谜的关键部分。有了ALMA,可以对恒星形成区域AFGL 5142进行详细观察,天文学家可以精确定位像一氧化二磷这样的含磷分子形成地点。

新恒星和行星系统出现在恒星之间的气体和尘埃的云状区域,使这些星际云成为开始寻找生命基石的理想场所。ALMA的观测表明,含磷分子是在大质量恒星形成时产生。年轻大质量恒星喷出的气体打开了星际云中的空洞,含有磷的分子通过来自幼年恒星的冲击和辐射的多重作用在腔壁上形成。天文学家还发现,一氧化二磷是洞壁中含量最丰富的含磷分子。在用ALMA在恒星形成区域搜索了这种分子后,欧洲团队继续研究太阳系的一个物体:

即现在著名的67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星。研究人员的想法是追踪这些含磷化合物的踪迹,如果空腔壁坍塌形成一颗恒星,特别是像太阳这样质量较小的恒星,一氧化二磷可能会冻结,并被困在新恒星周围的冰尘颗粒中。甚至在恒星完全形成之前,这些尘埃颗粒就聚集在一起形成鹅卵石、岩石,最终形成彗星,成为一氧化二磷的运输者。Rosina是Rosetta Orbiter光谱仪的缩写,用于离子和中性分析,在Rosetta绕彗星轨道运行两年时间里收集了67P的数据。

天文学家以前在ROSINA的数据中发现了磷迹象,但不知道是什么分子把它带到了那里。凯瑟琳·阿尔特韦格(Kathrin Altwegg)是罗西纳的首席研究员,也是这项新研究的作者之一。在一次会议上,一位与ALMA研究恒星形成区域的天文学家找到了这种分子可能是什么的线索:她说一氧化二磷是一个非常有可能的候选者,所以我回到了我们的数据中,才发现了它!第一次在彗星上发现一氧化二磷,有助于天文学家在恒星形成区域之间建立联系,一直到地球。

意大利国家天体物理研究所(INAF)Arcetri天体物理天文台的研究员里维拉说:ALMA和ROSINA的数据结合在一起,揭示了恒星形成的整个过程中存在一种化学线,其中一氧化二磷起着主导作用。正如我们所知,磷是生命所必需的,由于彗星极有可能向地球输送了大量有机化合物,因此在67P彗星中发现的一氧化二磷,可能会加强彗星与地球生命之间的联系。由于天文学家之间的合作努力,这一有趣的旅程可以被记录下来。

一氧化二磷的探测,显然要归功于地球上的望远镜和太空仪器之间的跨学科合作。ESO天文学家和ALMA欧洲运营经理Leonardo Testi总结道:了解我们的宇宙起源,包括有利于生命出现的化学条件有多么普遍,是现代天体物理学的一个主要课题。ESO和ALMA专注于观察遥远年轻行星系统中的分子,而像Rosetta这样的欧空局任务使我们能够直接探索太阳系内的化学库存。通过ESO和ESA的合作,世界领先的地面和空间设施之间的协同是一项强大资产。

博科园|研究/来自:欧洲南方天文台

参考期刊《arXiv》《皇家天文学会月刊》

Cite: arXiv:1911.11647

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