Фосфор у зірках допоможе знайти позаземне життя

Фізики порівняли відносний вміст фосфору - одного з ключових елементів для життя - у складі Сонця і 100 інших зірок головної послідовності. Виявилося, що в середньому по відношенню до інших зірок Сонце майже вдвічі більш багато фосфором - такий результат в майбутніх пошуках потенційно населених небесних тіл може дозволити відсіювати зоряні системи, в яких вміст цього елемента недостатньо великий. Тим не менш, автори підкреслюють, що для подібних досліджень необхідно збільшувати обсяг вибірки - нинішньої кількості вимірювань вмісту фосфору недостатньо для повноцінних висновків. Робота опублікована в.

Придатність екзопланети для життя вчені оцінюють з безлічі факторів, один з яких - хімічний склад небесного тіла. У ньому прийнято шукати елементи і з'єднання, необхідні для виникнення та існування відомих земних форм життя. На сьогоднішній день прямі вимірювання в цій області обмежуються спектроскопією атмосфери, яку можна проводити лише при транзитах - у випадках, коли планета затуляє для спостерігача фонове джерело світла (наприклад, свою зірку), або реєструючи власне теплове випромінювання планети.

Від редактора

У початковій версії замітки було втрачено з уваги другий основний спосіб вивчати атмосфери екзопланет - інфрачервона спектроскопія.

Встановити ж безпосередньо склад поверхні далекої планети на даний момент неможливо, тому його оцінюють за складом найближчої зірки (визначити який можна за спектром світила): оскільки і зірка, і навколишні її планети формуються приблизно одночасно з одного скупчення речовини, їх склади також повинні приблизно збігатися.

Фізики з США під керівництвом Наталі Хінке (Natalie R. Hinke) з Південно-західного дослідницького інституту провели порівняння складу Сонця та інших зірок головної послідовності, зосередивши увагу на вмісті фосфору. На Землі у цього елемента важливе біологічне значення - в тому числі, входить до складу нуклеїнових кислот, що виконують генетичні функції.

Автори скористалися даними Hypatia Catalog, в якому містяться вимірювання хімічного складу приблизно 9400 зірок на відстанях до 500 парсек від Сонця - серед них, однак, лише для 100 визначено вміст фосфору. Крім фосфору вчені цікавилися вмістом вуглецю та азоту, які теж необхідні для земного життя, а також кремнію - породотворчого елемента, вимірювання якого в зірках проводяться найбільш часто. Для порівняння зі складом Сонця фізики обчислювали середні за вибіркою співвідношення між парами хімічних елементів.

Виявилося, що для Сонця вміст вуглецю відносно азоту практично збігся (в межах п'яти відсотків) із середнім показником для зірок з каталогу, в той час як вміст фосфору щодо вуглецю, азоту і кремнію - майже вдвічі (на 70-80 відсотків) перевищив середню величину. Незважаючи на порівняно маленький розмір вибірки (всього 100 вимірювань на тлі дев'яти з половиною тисяч в одному каталозі), такий результат може вказувати на те, що Сонячна система сформувалася з молекулярної хмари з підвищеним (відносно середнього рівня) вмістом фосфору.

Таку обставину, у свою чергу, можна розглядати як супутню (або навіть таку, що сприяє) виникненню життя і використовувати при пошуку потенційно населених небесних тіл - виключати з розгляду планетні системи, в зірках яких мало вміст фосфору.

Автори підкреслюють, що для серйозного дослідження необхідно розвивати експериментальні техніки за спектральним спостереженням фосфору і збільшувати кількість вимірювань - це дозволить надійніше підтвердити або спростувати якісні міркування, які приведені в роботі, і сформулювати більш чіткі висновки. Крім того, за словами вчених, корисними можуть виявитися спостереження алюмінію, калію і скандію: синтез цих елементів у масивних зірках частково проходить спільно з фосфором, завдяки чому можна обчислювати зміст останнього.

Раніше ми розповідали про багатообіцяючі експериментальні результати, пов'язані з фосфором: у 2016 році астрономи знайшли в галузі зіроутворення фрагмент фосфатного остова ДНК, а в січні цього року - виявили окис фосфору в міжзоряній хмарі та кометі Чурюмова - Герасименко.