Ключевой ингредиент жизни обнаружен в последнем месте, которое ожидали астрономы
Создать жизнь из органического супа — сложное дело. Вам понадобится целая куча ингредиентов, все вместе в одном месте и в правильных условиях.
Хотя точные условия все еще являются предметом споров, у нас есть хорошее представление о том, какие именно ингредиенты необходима таблица Менделеева.
Один важнейший ингредиент – фосфор – только что был обнаружен на окраинах галактики Млечный Путь; одно из последних мест, где ученые ожидали его увидеть. Это потому, что там обычно не встречаются огромные звезды, ответственные за образование фосфора.
«Чтобы создать фосфор, необходимо какое-то сильное событие», — говорит астроном и химик. Люси Зиурис из Университета штата Аризона и Стюардской обсерватории. «Считается, что фосфор образуется при взрывах сверхновых, и для этого нужна звезда, масса которой как минимум в 20 раз превышает массу Солнца».
Во всяком случае, таково общепринятое мнение. Открытие фосфора вдали от массивных звезд или остатков сверхновых позволяет предположить, что могут быть какие-то другие способы создания жизненно важного элемента.
Почти все элементы, которые вы видите вокруг себя, созданы звездами. Когда первые атомы Вселенной образовались из первичной плазмы, они приняли преимущественно форму водорода и небольшого количества гелия; все остальное не появилось, пока не появились звезды. Эти блестящие шары огня и ярости — больше, чем просто огни в бархатной тьме; это машины, разбивающие атомы, соединяющие элементы в своих ядрах для создания более тяжелых.
Но количество элементов, которые производит звезда, зависит от ее массы. Звезды размером с наше Солнце и меньше могут способствовать реакциям термоядерного синтеза, в результате которых образуются легкие элементы, такие как литий и берилий, при синтезе водорода и гелия. Другая форма термоядерного синтеза может происходить в гораздо более крупных звездах, в результате чего могут образовываться такие элементы, как кислород и азот.
Фосфор не входит ни в одну цепочку звездного синтеза; но известен один из способов его образования — взрывы сверхновых.
У взрывов сверхновых есть еще одно преимущество, которое случается только со звездами большой массы: они выбрасывают элементы в космос, засеивая межзвездную среду тяжелыми ингредиентами, которые поглощаются новыми поколениями звезд и другими объектами, такими как кометы и планеты.
Но массивные звезды могут образовываться только в регионах, где достаточно материала для их питания. Чем дальше от центра галактики, тем меньше становится материи, поэтому не ожидается, что массивные звезды смогут формироваться на окраинах. Это делает открытие фосфора в облаке, известном как WB89-621, расположенном примерно в 74 000 световых годах от центра Млечного Пути, большой загадкой.
«Фосфор, который мы обнаружили, находится на краю галактики, где его не должно быть», — говорит химик Лилия Кулемей из Университет штата Аризона. «И это означает, что фосфор создается каким-то другим способом».
Существует два основных объяснения. Один из них — галактический фонтан. Эта модель предполагает, что элементы переносятся из внутренних областей галактики во внешние области посредством взрывов сверхновых, которые выбрасывают материал из галактического диска в гало, где он охлаждается и выпадает обратно вниз.
Это маловероятно, говорят исследователи; наблюдательных свидетельств существования галактических фонтанов мало, да и материал они все равно не перенесут особенно далеко.
Но есть и другая возможность. Несколько лет назад астрономы обнаружили, что менее массивные звезды тоже могут производить фосфор. Не во взрыве, а в области вокруг их ядра в результате процесса, известного как захват нейтронов. Там изотопы кремния могут улавливать лишние нейтроны для образования фосфора.
Обнаружение фосфора вдали от источника любой сверхновой предполагает, что эта модель может быть на что-то намекает.
И это правда. действительно захватывающая новость, потому что фосфор — последний из так называемых элементов NCHOPS — азота, углерода, водорода, кислорода, фосфора и серы — который был обнаружен на окраинах галактики.
«Чтобы планета была Пригодна для жизни в том виде, в котором мы ее знаем, необходимо наличие всех элементов NCHOPS, и их присутствие определяет галактическую обитаемую зону», — говорит Зюрис. «После нашего открытия фосфора все они теперь были обнаружены на краю галактики, которая расширяет обитаемую зону вплоть до окраин галактики».
Астрономы на самом деле не рассматривали этот факт. окраины галактики в поисках внесолнечной жизни, потому что они думали, что там недостаточно фосфора. Это открытие означает, что мы можем расширить поиск.
«Мы надеемся, что обнаружение фосфора на краю галактики может стимулировать изучение далеких экзопланет», — говорит химик Кэтрин Голд из Университета штата Аризона.
Исследование опубликовано в журнале Nature.
