Los astrónomos revelan el hilo interestelar de uno de los componentes básicos de la vida

ALMA y Rosetta trazan el viaje del fósforo
El fósforo, presente en nuestro ADN y en las membranas celulares, es un elemento esencial para la vida tal como la conocemos. Pero cómo llegó a la Tierra primitiva es un misterio. Los astrónomos ahora han trazado el viaje del fósforo desde las regiones formadoras de estrellas hasta los cometas utilizando los poderes combinados de ALMA y la sonda Rosetta de la Agencia Espacial Europea. Su investigación muestra, por primera vez, dónde se forman las moléculas que contienen fósforo, cómo se transporta este elemento en los cometas y cómo una molécula particular puede haber jugado un papel crucial en el comienzo de la vida en nuestro planeta.

"La vida apareció en la Tierra hace unos 4 mil millones de años, pero aún no conocemos los procesos que la hicieron posible " , dice Víctor Rivilla, autor principal de un nuevo estudio publicado hoy en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . Los nuevos resultados del Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA), en el que el European Southern Observatory (ESO) es socio, y del instrumento ROSINA a bordo de Rosetta , muestran que el monóxido de fósforo es una pieza clave en el origen de -vida rompecabezas.

Con el poder de ALMA, que permitió una mirada detallada a la región de formación estelar AFGL 5142, los astrónomos pudieron determinar dónde se forman las moléculas que contienen fósforo, como el monóxido de fósforo. Nuevas estrellas y sistemas planetarios surgen en regiones similares a nubes de gas y polvo entre estrellas, haciendo de estas nubes interestelares los lugares ideales para comenzar la búsqueda de los bloques de construcción de la vida.

Esta imagen de ALMA muestra una vista detallada de la región de formación estelar AFGL 5142. Una estrella brillante y masiva en su infancia es visible en el centro de la imagen. Los flujos de gas de esta estrella han abierto una cavidad en la región, y es en las paredes de esta cavidad (que se muestra en color), donde se forman las moléculas que contienen fósforo como el monóxido de fósforo. Los diferentes colores representan material que se mueve a diferentes velocidades.

Crédito:


ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Rivilla et al.

Vista de Rosetta del cometa 67P / Churyumov – Gerasimenko


Mosaico del cometa 67P / Churyumov – Gerasimenko, creado usando imágenes tomadas el 10 de septiembre de 2014 cuando la nave espacial Rosetta de la ESA estaba a 27.8 km del cometa.

Crédito:


ESA / Rosetta / NAVCAM,
CC BY-SA 3.0 IGO

Las observaciones de ALMA mostraron que las moléculas que contienen fósforo se crean a medida que se forman estrellas masivas. Los flujos de gas de estrellas masivas jóvenes abren cavidades en las nubes interestelares. Las moléculas que contienen fósforo se forman en las paredes de la cavidad, a través de la acción combinada de los choques y la radiación de la estrella infantil. Los astrónomos también han demostrado que el monóxido de fósforo es la molécula que contiene fósforo más abundante en las paredes de la cavidad.

Después de buscar esta molécula en regiones de formación estelar con ALMA, el equipo europeo pasó a un objeto del Sistema Solar: el ahora famoso cometa 67P / Churyumov – Gerasimenko . La idea era seguir el rastro de estos compuestos que contienen fósforo. Si las paredes de la cavidad colapsan para formar una estrella, particularmente una menos masiva como el Sol, el monóxido de fósforo puede congelarse y quedar atrapado en los granos de polvo helado que quedan alrededor de la nueva estrella. Incluso antes de que la estrella esté completamente formada, esos granos de polvo se unen para formar guijarros, rocas y, en última instancia, cometas, que se convierten en transportadores de monóxido de fósforo.

ROSINA, que significa espectrómetro de órbita Rosetta para análisis de iones y neutros, recopiló datos de 67P durante dos años mientras Rosetta orbitaba el cometa. Los astrónomos habían encontrado indicios de fósforo en los datos de ROSINA antes, pero no sabían qué molécula lo había llevado allí. Kathrin Altwegg, investigadora principal de Rosina y autora del nuevo estudio, obtuvo una pista sobre lo que podría ser esta molécula después de que un astrónomo se acercó en una conferencia estudiando regiones de formación estelar con ALMA: " Ella dijo que el monóxido de fósforo sería un candidato muy probable, así que volví a nuestros datos y ¡allí estaba! "

Ubicación de AFGL 5142 en la constelación de Auriga


Este gráfico muestra la ubicación de la región de formación estelar AFGL 5142, observada recientemente con ALMA, en la constelación de Auriga. El mapa muestra la mayoría de las estrellas visibles a simple vista en buenas condiciones, y el propio AFGL 5142 se resalta con un círculo rojo en la imagen.

Crédito:


ESO, IAU y Sky & Telescope

Vista de campo amplio de la región del cielo donde se encuentra AFGL 5142


Esta vista de campo amplio muestra la región del cielo, en la constelación de Auriga, donde se encuentra la región de formación estelar AFGL 5142. Esta vista se creó a partir de imágenes que forman parte de Digitized Sky Survey 2.

Crédito:


ESO / Digital Sky Survey 2. Reconocimiento: Davide De Martin

Este primer avistamiento de monóxido de fósforo en un cometa ayuda a los astrónomos a establecer una conexión entre las regiones formadoras de estrellas, donde se crea la molécula, hasta la Tierra.

" La combinación de los datos de ALMA y ROSINA ha revelado una especie de hilo químico durante todo el proceso de formación de estrellas, en el que el monóxido de fósforo desempeña el papel dominante " , dice Rivilla, investigador del Observatorio Astrofísico Arcetri de INAF, Italia. Instituto Nacional de Astrofísica.

" El fósforo es esencial para la vida tal como la conocemos " , agrega Altwegg. " Como los cometas probablemente entregaron grandes cantidades de compuestos orgánicos a la Tierra, el monóxido de fósforo encontrado en el cometa 67P puede fortalecer el vínculo entre los cometas y la vida en la Tierra ".

Este intrigante viaje podría documentarse debido a los esfuerzos de colaboración entre los astrónomos. " La detección del monóxido de fósforo fue claramente gracias a un intercambio interdisciplinario entre los telescopios en la Tierra y los instrumentos en el espacio ", dice Altwegg.


Este video comienza mostrando una vista de campo amplio de una región del cielo en la constelación de Auriga. Luego se acerca para mostrar la región de formación estelar AFGL 5142, observada recientemente con ALMA.

Crédito: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Rivilla et al .; Mario Weigand, www.SkyTrip.de ; ESO / Digitized Sky Survey 2; Nick Risinger ( skysurvey.org ). Música: Electrónica Astral

Leonardo Testi, astrónomo de ESO y gerente de operaciones europeas de ALMA, concluye: “ Comprender nuestros orígenes cósmicos, incluido cuán comunes son las condiciones químicas favorables para el surgimiento de la vida, es un tema importante de la astrofísica moderna. Mientras ESO y ALMA se enfocan en las observaciones de moléculas en sistemas planetarios jóvenes distantes, la exploración directa del inventario químico dentro de nuestro Sistema Solar es posible gracias a misiones de la ESA, como Rosetta. La sinergia entre las instalaciones terrestres y espaciales líderes en el mundo, a través de la colaboración entre ESO y ESA, es un activo poderoso para los investigadores europeos y permite descubrimientos transformadores como el que se informa en este documento. "

Fuentes: ESO