Фосфор — ключевой ингредиент жизни в том виде, в каком мы его знаем, — считается относительно редким в космосе. Но теперь астрономы обнаружили удивительное количество фосфора на краю Млечного Пути, что позволяет предположить, что жизнь может быть более распространена во Вселенной. Для жизни на Земле необходимы шесть ключевых элементов: азот, углерод, водород, кислород, фосфор и сера (NCHOPS). Большинство этих элементов относительно легко получить, поскольку обычные звезды малой массы уносятся в космос, когда заканчивают свою жизнь. Фосфор, с другой стороны, встречается гораздо реже, и поэтому обычно считается, что он является ограничивающим фактором для жизни во Вселенной.
«Чтобы производить фосфор, нужно пережить какое-то жестокое событие», — сказала Люси Зюрис, автор исследования. «Считается, что фосфор вырабатывается при взрывах сверхновых, и для этого нужна звезда, масса которой как минимум в 20 раз превышает массу Солнца. Другими словами, если вы хотите иметь жизнь, вам лучше находиться рядом со сверхновой, если она действительно будет единственным источником фосфора во Вселенной».
Но в новом исследовании астрономы обнаружили фосфор там, где его «не должно быть», что позволяет предположить, что неизвестных механизмов производства фосфора может быть больше, чем мы думали.
Исследовательская группа использовала Аризонскую радиообсерваторию и радиотелескоп IRAM в Испании для наблюдения молекулярного облака под названием WB89-621. Удивительно, но они обнаружили явные признаки присутствия монооксида фосфора и нитрида фосфора.
Облако находится на расстоянии около 74 000 световых лет от центра Млечного Пути, почти в два раза дальше, чем область, где ранее был обнаружен фосфор. Во внешних пределах Млечного Пути недостаточно материала для образования массивных звезд, которые после смерти производят фосфор.
Итак, как оно туда попадает? Ранее предложенные механизмы включают в себя «галактический фонтан», который выбрасывает фосфор из центра и распыляет его по диску. Но доказательств, подтверждающих это, мало, и даже если бы такой фонтан существовал, ожидается, что он не вылетит дальше, чем на 3000 световых лет. Вместо этого команда считает, что звезды малой и средней массы могут создавать фосфор, отрывая нейтроны от атомов углерода и добавляя их к атомам кремния.
«Это теоретически гипотетически, поэтому потенциально может объяснить другой источник фосфора, помимо сверхновых, и я думаю, что теперь у нас есть веские доказательства, подтверждающие это», — сказал Зивирс. Другие исследовательские группы также обнаружили доказательства наличия звезд, богатых фосфором, которые также могут быть источником фосфора. Это астрохимическое открытие может иметь серьезные последствия для инопланетной жизни. Считалось, что относительная редкость фосфора жестко ограничит распространение жизни во Вселенной, но если фосфор будет обнаружен по всей галактике, возможно, мы слишком рано исключаем многообещающие планеты».
Чтобы планета была пригодна для жизни в том виде, в каком мы ее знаем, на ней должны быть все элементы NCHOPS, и наличие этих элементов определяет обитаемую зону Млечного Пути. С открытием фосфора все фосфорные элементы теперь обнаружены на краю Млечного Пути, что расширяет обитаемую зону до самых внешних пределов Млечного Пути.
Исследование было опубликовано в журнале Nature.