Illustrazione artistica del piano galattico della Via Lattea, che si ritiene si estenda poco più di 100.000 anni luce. La scoperta del fosforo, un ingrediente fondamentale per la vita sulla Terra, in una nube molecolare lontana espande la zona abitabile della Via Lattea fino ai suoi bordi esterni. Credito immagine: NASA/JPL-Caltech/R. Ferito (SSC/Caltech)
Gli astronomi dell’Università dell’Arizona hanno scoperto l’eccesso di fosforo, un ingrediente fondamentale per la vita come la conosciamo, in un luogo inaspettato: la periferia della Via Lattea. Secondo la saggezza convenzionale, l’elemento è prodotto da processi di fusione all’interno di stelle molto massicce, che non si ritiene esistano nelle zone esterne della Via Lattea.
Altri elementi meno pesanti e necessari alla vita, come carbonio, ossigeno e azoto, possono formarsi in stelle di massa inferiore, che sono molto più abbondanti. Quando quelle stelle raggiungono la fine della loro vita, rilasciano quegli elementi con relativa calma nel mezzo interstellare.
“Ma per produrre il fosforo, è necessario un qualche tipo di evento violento”, ha spiegato Lucia ZiurisRegents Professor di chimica e biochimica e astronomia e astronomo presso Osservatorio Steward. “Si pensa che il fosforo venga creato nelle esplosioni di supernova, e per questo è necessaria una stella che abbia almeno 20 volte la massa del sole”.
Quando una stella diventa una supernova, riversa le sue viscere nello spazio circostante, compresi gli elementi che hanno formato gli elementi costitutivi della vita nel nostro sistema solare.
“In altre parole, se vuoi avere la vita, è meglio che ti trovi vicino a una supernova, se questa è davvero l’unica fonte da cui viene creato il fosforo”, ha detto Ziurys.
Lo studio, pubblicato su Naturamette in discussione la saggezza convenzionale secondo cui l’unico modo in cui la natura produce fosforo è attraverso le esplosioni di supernova.
“Il fosforo che abbiamo rilevato si trova ai margini della galassia, dove non dovrebbe essere”, ha detto Lilia Koelemay, uno studente di dottorato che studia chimica e il primo autore dell’articolo. “E quindi ciò significa che deve esserci un altro modo in cui viene creato il fosforo”.
Uno di questi meccanismi, proposto in passato, invoca “fontane galattiche” che sollevano il fosforo dai tratti più interni della Via Lattea molto al di sopra del piano della galassia e lo riversano sul disco più lontano. Tuttavia, le prove di tali fontane rimangono scarse e, anche se esistessero, Koelemay afferma che sarebbe improbabile che si estendano oltre un chiloparsec o giù di lì, o circa 3.260 anni luce.
“Anche allora ci vorrebbe così tanto tempo perché il materiale ricada nella galassia che probabilmente non avrebbe formato le molecole che stavamo vedendo”, ha aggiunto.
Quindi, se le supernovae non riescono a spiegare la presenza del fosforo ai margini della galassia, come è arrivato lì?
Secondo una teoria, ha detto Ziurys, le stelle di massa bassa e intermedia potrebbero generare neutroni in eccesso privandoli degli atomi di carbonio durante la fine del loro ciclo di vita e accumulandoli in tasche tra i loro gusci in cui brucia l’idrogeno e quelli in cui brucia l’elio. L’aggiunta di questi neutroni sugli atomi di silicio si tradurrebbe in fosforo.
“Questo è stato postulato in teoria, e quindi potrebbe spiegare un’altra fonte di fosforo oltre alle supernovae, e penso che ora abbiamo buone prove a sostegno di ciò”, ha detto Ziurys.
Koelemay e il suo coautore, dottorando in chimica Caterina Oroha utilizzato il radiotelescopio da 12 metri dell’Arizona Radio Observatory su Kitt Peak e un radiotelescopio da 30 metri vicino a Granada, in Spagna, gestito dall’Istituto per la radioastronomia nella gamma millimetrica, o IRAM.
Le loro osservazioni hanno rilevato le tracce rivelatrici del fosforo – in particolare del monossido di fosforo e del nitruro di fosforo – in una nuvola molecolare denominata WB89-621. Situata a quasi 74.000 anni luce dal centro della Via Lattea, la scoperta estende la presenza di fosforo quasi due volte più lontano di dove si sapeva che esisteva.
Poiché la materia diventa sempre più sparsa man mano che ci si allontana dal centro della galassia, i tratti più esterni semplicemente non hanno massa sufficiente per supportare la formazione di stelle abbastanza grandi da porre fine alla loro vita come supernovae.
Il progetto è iniziato con un compito a casa: Koelemay e Gold hanno seguito un corso di astrochimica tenuto da Ziurys e lei li ha incoraggiati a scansionare la nube alla ricerca di molecole contenenti fosforo, ammettendo che potrebbe essere un’impresa improbabile.
Come parte del compito, gli studenti hanno scritto una proposta per chiedere un tempo di osservazione sul telescopio IRAM, che molto raramente viene concesso a istituzioni al di fuori dei membri europei dell’IRAM. La loro richiesta fu accolta ed entrambi si recarono in Spagna per formarsi sullo strumento.
“Immagino che il nostro compito a casa fosse abbastanza buono per loro”, ha detto Koelemay.
La scoperta del fosforo ha implicazioni dirette per la ricerca di pianeti attorno ad altre stelle che potrebbero essere simili alla Terra e in grado di sostenere la vita, dicono i ricercatori, indicando i cosiddetti elementi NCHOPS, che costituiscono gli ingredienti critici della vita sulla Terra. : azoto, carbonio, idrogeno, ossigeno, fosforo e zolfo.
“Affinché un pianeta sia abitabile per la vita come la conosciamo, è necessario avere tutti gli elementi NCHOPS e la loro presenza definisce la zona abitabile galattica”, afferma Ziurys. “Con la nostra scoperta del fosforo, ora sono stati tutti trovati ai margini della galassia, che estende la zona abitabile fino alla periferia galattica”.
Il fosforo in particolare è importante nella ricerca di pianeti simili alla Terra, secondo Gold, perché i minerali contenenti fosforo sono importanti per i pianeti simili alla Terra con superfici solide.
“Gli esopianeti nella galassia esterna non sono stati pienamente presi in considerazione nella ricerca della vita a causa di una presunta carenza di fosforo”, ha detto Gold. “Speriamo che il rilevamento del fosforo ai margini della galassia possa motivare gli studi sugli esopianeti distanti”.
Secondo Koelemay il fosforo è un elemento “straordinario”. “È così importante nelle molecole biologiche, ma in realtà non ne sappiamo molto”, ha detto.
Successivamente, il team prevede di scansionare altre nubi molecolari nelle zone più remote della Via Lattea alla ricerca di fosforo. Trovarlo altrove rafforzerebbe l’ipotesi che la storia da manuale di come il fosforo si fa strada dalle fabbriche stellari alle superfici dei pianeti e nella spina dorsale di una molecola universale che definisce la vita sulla Terra, potrebbe aver bisogno di essere aggiornata.
“Ora che ci siamo addestrati al telescopio IRAM, possiamo osservare a distanza”, ha detto Gold, spiegando che ha già iniziato a osservare su alcuni altri progetti. “Sono fiducioso che arriveranno più documenti da questi progetti.”
Fonte: Università dell’Arizona
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org
