Fosfor weet zich vanuit stervormingsgebieden een weg te banen naar kometen, die het goedje vervolgens op planeten kunnen afzetten.

Het leven op aarde is gebaseerd op zes belangrijke elementen, waarvan fosfor er één is. Het is een bestanddeel van ons DNA en van celmembranen. Kort gezegd; fosfor is een essentieel element voor leven zoals wij dat kennen. Hoe dit goedje echter op de jonge aarde terecht is gekomen, is enigszins raadselachtig. Maar in een nieuwe studie lichten onderzoekers een tipje van de sluier.

Fosforhoudende moleculen
Onderzoekers namen in de studie het stervormingsgebied AFGL 5142 onder de loep. Hierdoor kon het team achterhalen waar fosforhoudende moleculen – zoals fosformonoxide – ontstaan. Waarnemingen met ALMA laten namelijk zien dat fosforhoudende moleculen in stervormingsgebieden bij de vorming van zware sterren het levenslicht zien. Dat zit zo. 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.


Meer over Rosetta’s missie
Ruimtesonde Rosetta werd in 2004 gelanceerd en arriveerde in 2014 bij komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko. Een paar maanden later bonjourde de ruimtesonde een lander naar de komeet. Maar dat ging helaas niet helemaal goed; de lander stuiterde over het oppervlak en belandde in de schaduw van een klif, waar deze onvoldoende zonne-energie kon opwekken. De lander was dan ook maar kort actief. Rosetta bleef komeet 67P ondertussen bestuderen en was er van dichtbij getuige van hoe de komeet – naarmate deze de zon naderde – steeds actiever werd. De missie leverde een schat aan informatie op. In september 2016 kwam Rosetta’s missie ten einde toen de lander opdracht kreeg om zichzelf op komeet 67P te parkeren.

De onderzoekers besloten het spoor van deze fosforhoudende verbindingen verder te volgen. Als een 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. Daarom boog het onderzoeksteam zich vervolgens over een befaamd object in ons zonnestelsel: komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko die ook wel bekend staat als Rosetta’s komeet. Want bevat deze dan eigenlijk ook fosformonoxide?

Data
Het instrument ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) verzamelde veel gegevens in de twee jaar dat ruimtevaartuig Rosetta om 67P cirkelde. Zo bleek bijvoorbeeld dat er op de komeet fosfor te vinden is, al wisten de astronomen destijds niet door welk molecuul het was aangedragen. Tijdens een conferentie werd onderzoeker Kathrin Altwegg echter benaderd door een astronoom. “Ze zei dat dat fosformonoxide een heel voor de hand liggende kandidaat zou zijn,” vertelt Altwegg. “Toen ik onze data nog eens bekeek zag ik het!”

Fosforhoudende moleculen gevonden in stervormingsgebied en komeet 67P. Afbeelding: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Rivilla et al.; ESO/L. Calçada; ESA/Rosetta/NAVCAM; Mario Weigand

Link
Dankzij deze eerste waarneming van fosformonoxide op een komeet kunnen astronomen nu een link leggen tussen stervormingsgebieden – waar het molecuul ontstaat – en onze aarde. “Fosfor is van vitaal belang voor leven zoals wij dat kennen,” zegt Altwegg. “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.”


Anders gezegd, fosfor ziet het levenslicht in stervormingsgebieden en is vervolgens door kometen meegenomen naar de aarde waar het een cruciale rol heeft gespeeld bij het ontstaan van leven op onze planeet. En dat is hele belangrijke informatie. “Het leven op aarde ontstond ongeveer 4 miljard jaar geleden, maar we kennen nog steeds de processen niet die dat mogelijk maakten,” zegt onderzoeksleider Victor Rivilla. De nieuwe resultaten laten echter zien dat fosformonoxide een sleutelrol speelt in het vraagstuk van de oorsprong van het leven. “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,” besluit Rivilla.