Lehdistötiedote

Tähtitieteilijät paljastivat tähtienvälisen yhteyden yhteen elämän rakennusaineista

ALMA ja Rosetta kartoittivat fosforin liikkeitä

15. tammikuuta 2020

DNA:ssamme ja soluissamme on fosforia ja se on tuntemamme elämän olennainen osa. Se miten sitä tuli varhaiseen Maahan on osittain arvoitus. Tähtitieteilijät ovat nyt seuranneet fosforin matkaa aina tähtien syntyalueilta komeettoihin saakka yhdistämällä ALMA:n ja euroopan avarusjärjestön ESA:n Rosetta-luotaimen voimat. Tutkimus on ensimmäistä kertaa osoittanut, missä fosforia sisältävät molekyylit muodostuvat ja miten komeetat kantavat tätä alkuainetta, sekä miten tietty molekyyli on saattanut olla olennaisessa osassa elämän alkuun saattamisessa omalla planeetallamme.

"Elämä ilmestyi Maahan noin neljä miljardia vuotta sitten, mutta emme vieläkään tunne niitä prosesseja, mitkä tekivät sen mahdolliseksi", tänään 'Monthly Notices of the Royal Astronomical Society'-lehdessä julkaistun tutkimuksen päätekijä Víctor Rivilla sanoi. ESO (European Southern Observatory):n kumppanin Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array eli ALMA-radioteleskoopin uudet tulokset ja ROSETTA-luotaimen ROSINA instrumentin data näyttävät, että fosforimonoksidi on elämän syntyyn liittyvän palapelin tärkeä osa.

ALMA:n tehokkuus teki AFGL 5142:n tähtien syntyalueen tarkan tutkimuksen mahdolliseksi ja tähtitieteilijät pystyivät osoittamaan, missä fosforia sisältävät molekyylit, kuten fosforimonoksidi muodostuvat. Uudet tähdet ja planeettajärjestelmät syntyvät pilvimäisissä kaasun ja pölyn alueissa tähtien välissä ja ne ovat ideaalisia paikkoja elämän rakennusaineiden tutkimukselle.

ALMA:n havainnot osoittivat, että fosforia sisältäviä molekyylejä syntyy massiivisten tähtien muodostumisen yhteydessä. Nuorista massiivisista tähdistä peräisin olevat kaasuvirrat muodostavat onkaloita tähtienvälisiin pilviin. Fosforia sisältäviä molekyyejä muodostuu näiden onkaloiden reunamissa nuorten tähtien aiheuttamien shokkien ja säteilyn ansiosta. Tähtitieteilijät osoittivat myös, että fosforimonoksidi on onkaloiden reunamissa kaikkein yleisin molekyyli.

Sen jälkeen, kun tätä molekyyliä etsittiin tähtien syntyalueilta ALMA:n avulla, eurooppalainen tutkimusryhmä siirtyi tutkimaan kuuluisaksi tullutta aurinkokunnan kohdetta, eli komeetta 67P/Churyumov–Gerasimenkoa. Ajatuksena oli tämän fosforia kantavan molekyylin paikan seuraaminen. Jos nämä aukkojen reunamat romahtavat muodostaen uusia tähtiä, erityisesti kevyempiä, kuten oma Aurinkomme, niin fosforimonoksidi voi jäätyä ja kaappautua jäisiin pölyhiukkasiin, mitkä säilyvät uuden tähden ympärillä. Jopa ennen kuin tähti on täysin muodostunut pölyhiukkaset tarttuvat yhteen ja muodostavat ensin pieniä kappaleita, sitten isompia kiviä ja lopulta komeettoja, joista tulee fosforimonoksidin kantajia.

ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) keräsi dataa 67P:stä kahden vuoden ajan Rosettan kiertäessä komeettaa. Tähtitieteilijät olivat löytäneet ROSINA:n datasta viitteitä fosforista jo aikaisemmin, mutta he eivät tienneet mikä molekyyli sen takana olisi. Rosinan päätutkija ja yksi uuden tutkimuksen tekijöistä Kathrin Altwegg saivat idean siitä, mikä molekyyli voisi olla fosforin takana sen jälkeen kun erääseen konferenssiin osallistunut ALMA:n avulla tähtiensyntyalueita tutkinut tähtitieteilijä otti yhteyden heihin: “Hän sanoi, että fosforimonoksidi voisi olla hyvin todennäköinen kandidaatti ja niin palasin datan pariin ja löysin sen sieltä”!

Fosforimonoksidin ensimmäinen havainto komeetassa auttaa tähtitieteilijöitä luomaan yhteyden tähtien syntyalueiden, missä molekyylit syntyvät, ja Maan välille.

“ALMA:n ja ROSINA:n yhteinen data on paljastanut kemiallisen jatkumon tähtien synnystä aurinkokuntaan, missä fosforimonoksidi näyttelee hallitsevaa osaa”, INAF:in (Italy’s National Institute for Astrophysics) Arcetrin astrofysikaalisen observatorion tutkija Rivilla sanoi.

“Fosfori on aivan olennainen tuntemallamme elämälle”, Altwegg lisäsi. “Koska komeetat hyvin todennäköisesti toivat Maahan suuria määriä orgaanista ainesta, komeetta 67P:stä havaittu fosfori saattaa vahvistaa yhteyttä komeettojen Maan elämän välillä".

Tämä kiehtova matka oli mahdollinen tähtitieteilijöiden yhteistyön ansiosta. “Fosforimonoksidin havaitseminen oli ilman muuta tieteidenvälisen yhteistyön ansiota, missä käytettiin maanpäälisiä teleskooppeja ja avaruudessa olevia instrumentteja”, Altwegg sanoi.

ESO:n tähtitieteilijä ja ALMA:n euroopan toimintojen johtaja Leonardo Testi sanoi lopuksi: “Kosmisen alkuperämme ymmärtäminen ja sen tietäminen, miten yleisiä elämän syntymiselle tarvittavat kemialliset olosuhteet ovat, on modernin astrofysiikan tärkeä tutkimusaihe. ESO:n ja ALMA:n keskittyessä kaukaisten nuorten planeettajärjestelmien molekyylien havaitsemiseen, ESA:n luotaimet, kuten Rosetta, mahdollistavat aurinkokuntamme kemiallisen inventaarion tekemisen paikan päällä. ESO:n ja ESA:n yhteistyöstä syntynyt synergiaetu maailman johtavan maanpäälisen ja avaruudessa toimivien tutkimusyksiköiden välillä on tehokas etu eurooppalaiselle tutkimukselle ja se tekee mullistavat löydöt mahdollisiksi, kuten tässäkin tutkimusartikkelissa on saatu aikaan”.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esiteltiin 'Monthly Notices of the Royal Astronomical Society'-julkaisusarjassa esitellyssä tieteellisessä artikkelissa.

Tutkimusryhmässä mukana olivat seuraavat tahot: V. M. Rivilla (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florence, Italia [INAF-OAA]), M. N. Drozdovskaya (Center for Space and Habitability, University of Bern, Sveitsi [CSH]), K. Altwegg (Physikalisches Institut, University of Bern, Sveitsi), P. Caselli (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Saksa), M. T. Beltrán (INAF-OAA), F. Fontani (INAF-OAA), F.F.S. van der Tak (SRON Netherlands Institute for Space Research, and Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Alankomaat), R. Cesaroni (INAF-OAA), A. Vasyunin (Ural Federal University, Ekaterinburg, Venäjä ja Ventspils University of Applied Sciences, Latvia), M. Rubin (CSH), F. Lique (LOMC-UMR, CNRS–Université du Havre), S. Marinakis (University of East London, and Queen Mary University of London, UK), L. Testi (INAF-OAA, ESO Garching, and Excellence Cluster “Universe”, Saksa), ja 'ROSINA team' (H. Balsiger, J. J. Berthelier, J. De Keyser, B. Fiethe, S. A. Fuselier, S. Gasc, T. I. Gombosi, T. Sémon, C. -y. Tzou). 

ALMA (Atacama Large Millimetre/submillimetre Array) on kansainvälinen tähtitieteen tutkimusyksikkö, mikä on ESO:n, Yhdysvaltain kansallisen tiedesäätiön NSF:n ja Japanin kansallisten luonnontiedeinstituuttien NINS:n välinen kumppanuushanke yhteistyössä Chilen tasavallan kanssa. ALMA:a rahoittavat Euroopassa sen jäsenmaiden puolesta Euroopan eteläinen observatorio (ESO), Pohjois-Amerikassa (NSF) yhteistyössä Kanadan kansallisen tutkimusneuvoston (NRC) ja Taiwanin kansallisen tiedeneuvoston (NSC) kanssa sekä Itä-Aasiassa  yhteistyössä Taiwanin Academia Sinican (AS) ja Korean tähtitieteen ja avaruustieteiden instituutin (KASI) kanssa. ALMA:n rakentamista ja toimintaa ohjaa sen jäsenmaiden puolesta ESO, Pohjois-Amerikan osalta Kansallinen radiotähtitieteen observatorio (NRAO), jota hallinnoi Associated Universities, Inc. (AUI), ja Itä-Aasian osalta Japanin Kansallinen tähtitieteellinen observatorio (NAOJ). Yhteinen ALMA-observatorio (JAO) huolehtii ALMA:n rakentamisen, kokoonpanon ja operaation yhtenäisestä johdosta ja hallinnoinnista.

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja ylivoimaisesti maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 16 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Irlanti, Portugali, Puola, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta, joiden lisäksi Chile toimii laitteistojen sijoitusmaana ja Australia strategisena kumppanina. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla VLT-teleskooppi (Very Large Telescope) ja siihen liittyvä, maailmanlaajuisesti johtava VLTI-interferometri, sekä kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja VST-teleskooppi näkyvän valon aallonpituuksilla. Paranalilla ESO tulee myös hallinnoimaan ja operoimaan eteläistä Tšerenkov-teleskooppien verkostoa (Cherenkov Telescope Array South), mikä on maailman suurin ja herkin gammasäteilyä havainnoiva observatorio. ESO on myös merkittävä kumppani kahdessa Chajnantorin laitteistossa, APEX-teleskoopissa ja ALMA-teleskoopissa, joka on maailman suurin tähtitieteellinen projekti. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista ELT-teleskooppia (Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Alkuperäinen tutkimusartikkeli
• ALMA:n kuvia

Yhteystiedot

Víctor Rivilla
INAF Arcetri Astrophysical Observatory
Florence, Italy
Puh.: +39 055 2752 319
Sähköposti: rivilla@arcetri.astro.it

Kathrin Altwegg
University of Bern
Bern, Switzerland
Puh.: +41 31 631 44 20
Sähköposti: kathrin.altwegg@space.unibe.ch

Leonardo Testi
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6541
Sähköposti: ltesti@eso.org

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6670
Matkapuhelin: +49 151 241 664 00
Sähköposti: pio@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media