De Hartnevel in het sterrenbeeld Cassiopeia.
Shutterstock De Hartnevel in het sterrenbeeld Cassiopeia.

Astronomen ontdekken interstellaire connectie van een van de bouwstenen van het leven

Onder andere met een hoofdzakelijk Belgisch instrument op een Europese sonde hebben astronomen kunnen traceren hoe het fosfor van stervormingsgebieden in kometen belandt. Dat maakt de Europese Zuidelijke Sterrenwacht ESO vandaag bekend. 

Fosfor, een bestanddeel van ons DNA en van celmembranen, is een essentieel element voor leven zoals wij dat kennen. Hoe het op de jonge Aarde is terechtgekomen is echter nog een raadsel. Het onderzoek laat voor het eerst zien waar fosforhoudende moleculen ontstaan, hoe kometen dit element meenemen en hoe een bepaalde molecule een cruciale rol kan hebben gespeeld bij het ontstaan van leven op onze planeet.

"Het leven op aarde ontstond ongeveer 4 miljard jaar geleden, maar we kennen nog steeds de processen niet die dat mogelijk maakten", zegt Victor Rivilla, hoofdauteur van het onderzoek. Dit gebeurde met de ALMA-radiotelescoop waarin de ESO participeert en met het hoofdzakelijk Belgische Rosina-instrument op de Europese komeetverkenner Rosetta. Het leerde dat fosformonoxide een sleutelrol speelt in de oorsprong van het leven.

Door met ALMA het stervormingsgebied AFGL 5142 nauwkeurig af te speuren, konden de astronomen aanwijzen waar fosforhoudende moleculen, zoals fosformonoxide, ontstaan. Nieuwe sterren en planetenstelsels vormen zich in wolken van gas en stof tussen de sterren, en dat maakt deze interstellaire wolken de ideale locaties om de zoektocht naar de bouwstenen van het leven te beginnen, zegt ESO.

Fosformonoxide in holtes in interstellaire gaswolken

De ALMA-waarnemingen lieten zien dat fosforhoudende moleculen ontstaan bij de vorming van zware sterren. Gasstromen van jonge zware sterren veroorzaken holtes in interstellaire gaswolken. Door de gezamenlijke werking van schokgolven en straling van de jonge ster ontstaan fosforhoudende moleculen bij de 'wanden' van deze holtes. De astronomen hebben ook vastgesteld dat fosformonoxide het meest voorkomende fosforhoudende molecuul in de holtewanden is.

Als zo'n holtewand instort om een nieuwe ster - met name een minder zware ster zoals onze Zon - te vormen, kunnen fosformonoxidemoleculen bevriezen en opgesloten raken in de ijzige stofdeeltjes die rond een nieuwe ster achterblijven. Zelfs nog voordat de vorming van de ster is voltooid, klonteren deze stofdeeltjes samen tot steentjes, rotsblokken en uiteindelijk kometen, die als transporteurs van het fosformonoxide gaan fungeren.

67P, Rosetta en Rosina

Na dit molecuul met ALMA in stervormingsgebieden te hebben opgespoord, boog het Europese onderzoeksteam zich over een object van ons zonnestelsel: de inmiddels overbekende komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko, of het doelwit van Rosetta. Het idee was om het spoor van deze fosforhoudende verbindingen te volgen. 

Rosina verzamelde in de twee jaar dat Rosetta om de komeet cirkelde gegevens van het hemellichaam. In deze gegevens hadden astronomen al aanwijzingen gevonden dat er fosfor aanwezig was, maar ze wisten niet door welk molecuul dat was aangedragen. 

Kathrin Altwegg, hoofdonderzoeker voor Rosina en co-auteur van dit nieuwe onderzoek, kreeg een idee over wat dit molecuul zou kunnen zijn nadat ze tijdens een conferentie was benaderd door een astronoom die zich bezighield met ALMA-waarnemingen van stervormingsgebieden: "Zij zei dat fosformonoxide een heel voor de hand liggende kandidaat zou zijn, en toen ik onze data nog eens bekeek zag ik het!", aldus het communiqué van ESO waarvan België stichtend lid is.

Link met Aarde

Dankzij deze eerste waarneming van fosformonoxide op een komeet kunnen astronomen nu een link leggen tussen stervormingsgebieden, waar het molecuul ontstaat, en onze Aarde.

"De combinatie van de gegevens van ALMA en Rosina heeft uitgewezen dat het stervormingsproces een soort chemische rode draad vertoont, waarin fosformonoxide de hoofdrol speelt", zegt Rivilla. "Fosfor is van vitaal belang voor leven zoals wij dat kennen", voegt Altwegg daaraan toe. "Omdat kometen hoogstwaarschijnlijk grote hoeveelheden organische verbindingen op Aarde hebben afgeleverd, zou het fosformonoxide dat in komeet 67P is aangetroffen het verband tussen kometen en het leven op Aarde wel eens kunnen versterken.". 

Lees meer