Fosfor, die van vitaal belang is voor het leven, maar enigszins zeldzaam is, gecondenseerd in asteroïden in het buitenste zonnestelsel voordat ze teruggingen naar de zon, waar een deel ervan op aarde terechtkwam, volgens nieuw onderzoek.

Fosfor is een van de zes belangrijkste elementen waaruit het menselijk lichaam bestaat, en is een noodzakelijke bouwsteen voor andere organismen. Echter, in tegenstelling tot waterstof, zuurstof, koolstof, stikstof en calcium, fosfor is zeldzaam. Het is zelfs nog schaarser in de rest van het zonnestelsel.

Astrobiologen volgen fosfor, in de hoop dat het hen naar tekenen van ander leven leidt.

Veel meteorieten bevatten fosfor, en weten hoe fosfor door het zonnestelsel wordt verdeeld, zou wetenschappers kunnen helpen bepalen waar de meteorieten vandaan kwamen, afhankelijk van de hoeveelheid en het type fosfor dat ze bevatten.

"Fosfor is een van de belangrijkste elementen in de biologie, " zegt Matthew Pasek, een astrobioloog en geochemicus aan de Universiteit van Zuid-Florida.

In tegenstelling tot de andere elementen die essentieel zijn voor het leven, fosfor komt voornamelijk in vaste vorm voor, overwegende dat waterstof als waterstof, zuurstof en stikstof worden vaak als gas aangetroffen. "[Door fosfor te bestuderen] blijven we gegrondvest in echte hardsteenmonsters. In tegenstelling tot de anderen, er is geen duidelijke gasvorm, moet dus uit steenbronnen komen, " zegt Pasek. "We hopen dat uiteindelijk te koppelen aan biologie en het leven."

Zijn recente artikel in wetenschappelijk tijdschrift Icarus onderzoekt de verdeling van gasvormig (of "vluchtig") fosfor in het vroege zonnestelsel, en wat dit betekent voor de huidige verdeling van fosfor.

In vanaf de rand

Fosfor wordt vermoedelijk gevormd in het hart van exploderende sterren of supernova's. In het geval van ons vroege zonnestelsel, alles dicht bij de zon was verdampt, legt Pasek uit. Vervolgens, toen de elementen zich van de zon verwijderden, ze werden kouder en begonnen te condenseren tot vaste stoffen.

De vraag achter het papier was:"Als fosfor niet reageert om een ​​vaste stof te vormen bij deze hoge temperaturen, dan kan het misschien een ander soort vaste stof vormen in de koude gebieden, ' zegt Pasek.

Het gas fosfine (PH ₃ ) is de belangrijkste vluchtige fase van fosfor bij lage temperaturen. Twee verschillende groepen hebben voorgesteld dat fosfine een actieve rol zou kunnen spelen in de ijschemie aan de buitenranden van het zonnestelsel.

Pasek's paper heeft tot doel te bepalen hoe snel fosfor zou reageren met vaste stoffen - "zeer snel", Pasek grapt - en dan hoe lang het zou duren om af te koelen en terug te worden aangetrokken naar warmere omgevingen. uiteindelijk, het doel was om de verdeling van vluchtige vormen van fosfor te bepalen, zoals fosfine, en hoe ze door het hele zonnestelsel werden verspreid.

Volgens een theoretisch model is die thermodynamica combineerde, snelheden waarmee fosfor reageert met metalen, en gasdiffusiemodellen, Paseks onderzoek wees uit dat de meeste fosfor overal in het zonnestelsel in vaste vorm zou moeten zijn, tot ongeveer Saturnus. "Fosfor was uitgeput als vluchtige stof in het zich ontwikkelende zonnestelsel, en vluchtige vormen van fosfor zouden minimaal zijn geweest, zelfs in de koudere streken van de zonnenevel, ' zegt de krant.

Meteorieten en fosfor

Fosfor zou ook moeten bestaan ​​in een vorm die schreibersiet wordt genoemd, dat een mineraal is dat nikkel bevat, ijzer en fosfor, hij zegt. "We vinden het de hele tijd in meteorieten, en in de meer kometenvormen. Het houdt wel in dat vrijwel alle meteorieten die we verzamelen, die een kleine hoeveelheid fosfide bevatten, moeten vormen in deze regio... Deze studie impliceert dat fosfor voor het leven afkomstig is van vaste vorm, in plaats van fosfor uit ijs."

Michail Zolotov, een onderzoeksprofessor aan de Arizona State University die gespecialiseerd is in vluchtige elementen op andere planeten, merkt op dat zowel de abundantie als de soorten fosfor de biologische activiteit kunnen beïnvloeden.

Uit eerdere studies van meteorieten was duidelijk dat fosfor vooral aanwezig is in mineralen en niet in gassen. "Eerdere modellen voor condensatie van heet gas dat uit de zon is samengesteld, wezen op vorming van fosforhoudende mineralen die werden waargenomen in meteorieten, ', zegt Zolotov.

Terwijl hij zegt dat Paseks paper een "fatsoenlijk stuk werk" is, het is controversieel dat gasbeweging naar de zon, die niet in het papier was gemodelleerd, sneller zou kunnen zijn dan de diffusie van gas weg van de zon. "Beschikbare meteorietgegevens wijzen niet op uitputting van fosfor buiten de zon ... [en deze hypothese] moet nog worden bevestigd door gegevens van materialen uit het buitenste zonnestelsel, zoals kometen, " hij zegt.

voor Pasek, de volgende stap in dit onderzoek is om in het laboratorium te experimenteren met fosfine, en verplaats het naar een meer praktisch gebied. "We gaan stukken metaal nemen en ze blootstellen aan fosforhoudend gas en kijken hoe lang het duurt om deze rotsen te maken, "zegt hij. Die gegevens zal hij dan terugvoeren in zijn modellen.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan NASA's Astrobiology Magazine. Verken de aarde en daarbuiten op www.astrobio.net.