Zagadka fosforu we Wszechświecie

Nie ma fosforu we Wszechświecie – nie ma życia?

Naukowcom udało się potwierdzić obecność fosforanów na lodowym księżycu Saturna – Enceladusie. Co więcej – koncentracja fosforu wydaje się być przynajmniej sto razy wyższa niż w przypadku Ziemi. To odkrycie zachęca do szerszej dyskusji na temat dostępności fosforu we Wszechświecie.

Fosfor – obok węgla, azotu, tlenu, siarki i wodoru – to niezbędny budulec dla życia. Bez fosforu nie ma możliwości powstania życia, m.in. w RNA i DNA. Naukowcy obecnie uważają, że dostępny fosfor we Wszechświecie pochodzi od gwiazd podobnych do Słońca (do trzech mas naszej Dziennej Gwiazdy), które pod koniec swojego życia odrzucają warstwy (do mgławic planetarnych) oraz od supernowych (o masach powyżej 10 mas Słońca). Sugeruje to, że Wszechświat dopiero teraz “zasila się” w fosfor.

Co ciekawe, zdarzają się “przypadki” gwiazd, które zdają się zawierać dużą ilość fosforu. Przykładowo, w 2020 roku na łamach czasopisma Nature Communications zespół naukowców pod przewodnictwem Thomasa Masserona z hiszpańskiego Instituto de Astrofísica de Canarias doniósł o odkryciu 15 gwiazd z zaobserwowanym nadmiarem fosforu (oraz tlenu, magnezu, krzemu, glinu i cezu). Publikacja sugeruje, że synteza fosforu “w większych ilościach” nie jest łatwa do wyjaśnienia za pomocą obecnych modeli syntezy jądrowej w gwiazdach. Jednakże, autorzy sugerują, że właśnie takie “nadmiarowe” gwiazdy mogą być źródłem fosforu na Ziemi.

Warto tu jednak zauważyć, że wykrycie zaledwie 15 gwiazd z takim “fosforowym nadmiarem” to niewiele w porównaniu do setek tysięcy gwiazd z użytej bazy danych. Sugeruje to, że we Wszechświecie jest nadal mało “fabryk fosforu” i tylko w wyjątkowych regionach mogą występować wystarczające koncentracje fosforu.

Konsekwencje braku fosforu we Wszechświecie są poważne. Zakładając (jedynie!) życie oparte o węgiel (i pozostałe pięć pierwiastków), brak fosforu po prostu uniemożliwia powstanie życia. Wszelkie egzoplanety, które krążą w ekosferach swych gwiazd mogą być po prostu jałowe. Wyjątkiem mogą być lodowe księżyce, w których woda ma bezpośredni kontakt ze skalnym podłożem.

Odpowiedź na paradoks Fermiego?

Gdzie oni są? Pomimo dekad nasłuchu nieba w ramach programu SETI wciąż nie udało się ludzkości odebrać żadnego sygnału, który mógłby pochodzić od obcych cywilizacji. Z drugiej strony jest pewne, że Wszechświat jest wypełniony różnej wielkości planetami, także i tymi zbliżonymi rozmiarami do naszej Ziemi. Jest też całkiem prawdopodobne, że wokół gazowych gigantów krążą duże egzoksiężyce, podobne do Tytana, Ganimedesa czy Europy.

Brak fosforu wydaje się być jedną z odpowiedzi na zagadkę “ciszy Wszechświata”. Na planetach takich jak Ziemia, czy nawet i na większych super-Ziemiach, dostępność fosforu wydaje się być bardzo ograniczona.

Duża obecność fosforu w oceanach Enceladusa sugeruje także, że życie może się często się pojawiać właśnie w takich oceanicznych księżycach, przykrytych grubą warstwą lodową. Wydaje się to być zgodne z wcześniejszymi postulatami, że idealnym miejscem do powstania i rozwoju życia – aż do “fazy inteligentnej” są własnie obiekty takie jak Enceladus. Tyle, że nie jest łatwo z nich się wydostać…

Co więcej, kosmiczny brak fosforu może też sugerować, że życie na Ziemi może być bardzo nietypowe. Możliwe, że życie powstało na naszej planecie tylko dzięki nietypowemu źródle fosforu, np podwodnej erupcji wulkanicznej w dość płytkim i ciepłym morzu lub w pobliżu hydrotermalnych źródeł. Tego typu warunki nie zaistnieją na super-Ziemi, mogą też nie zaistnieć na planecie krążącej blisko czerwonego karła, gdzie potencjalnie warunki do powstania życia mogą być odpowiednie tylko na wąskim pasie pomiędzy dniem a nocą.

Nawet w naszym Układzie Słonecznym jest znacznie więcej lodowych światów niż tych podobnych do Ziemi czy Marsa. W ciągu najbliższych dekad prawdopodobnie poznamy lepiej warunki panujące wewnątrz oceanów tych lodowych obiektów. Czy gdzieś tam skrywa się życie?

Ważne: artykuł chroniony prawem autorskim, co oznacza że wszelkie prawa, w tym Autorów i Wydawcy są zastrzeżone. Zabronione jest dalsze rozpowszechnianie tego artykułu w jakiejkolwiek formie bez pisemnej zgody ze strony właściciela serwisu Kosmonauta.net – firmy Blue Dot Solutions. Napisz do nas wiadomość z prośbą o wykorzystanie. Niniejsze ograniczenia dotyczą także współpracujących z nami serwisów.