Komet 67P/Churyumov-Gerasimenko (DAS) Haben Kometen die für das Leben auf der Erde lebenswichtigen Elemente geliefert? Es sieht immer mehr so aus, als ob sie es hätten tun können. Zumindest einen Kometen könnte es jedenfalls gegeben haben: 67P/Churyumov-Gerasimenko.
Eine neue Studie mit Daten der ESA Rosetta Die Mission zeigt, dass der Komet das lebenswichtige Element Phosphor enthält.
Forscher der Universität Turku in Finnland leiteten diese Forschung. Der Hauptautor der Studie ist Esko Gardner, ein Astrophysiker und Softwareentwickler.
Der Titel der Arbeit lautet „ Der Nachweis von festem Phosphor und Fluor im Staub der Koma des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko ,‘ und es ist veröffentlicht in Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society .
Die Rohelemente des Lebens werden als bezeichnet CHNOPS , was für Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor und Schwefel steht. Kombinationen dieser sechs chemischen Elemente machen die große Mehrheit der biologischen Moleküle auf der Erde aus. Zusammen machen sie fast 98 Prozent der lebenden Materie auf der Erde aus.
Wissenschaftler hatten die anderen fünf zuvor in Kometen gefunden, daher könnte die Entdeckung von Phosphor das letzte Teil dieses Puzzles sein.
Das Forscherteam fand Phosphor und Fluor in der inneren Koma des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko . Sie befanden sich in festen Partikeln, die Rosetta nur wenige Kilometer vom Kometen entfernt gesammelt hatte COmetary Sekundärionen-Massenanalysator (COSIMA)-Instrument.
Die Partikel wurden auf den Zielplatten des Instruments gesammelt und dann aus der Ferne fotografiert. Die einzelnen Partikel wurden in den Bildern ausgewählt und anschließend mit einem Massenspektrometer vermessen.
Dies alles geschah von der Erde aus, bevor Rosetta Ende September 2016 ihre Mission mit einem kontrollierten Absturz in den Kometen 67P beendete.
Die Landschaft des Kometen 67P/Churyumov-Gersimenko. (ESA/Rosetta)
Phosphor wurde schon früher in Kometen gefunden. In einem Papier von 1987 r, Forscher gaben den Nachweis von Phosphor im Staub des Halleyschen Kometen bekannt. Aber es handelte sich wahrscheinlich um atomaren Phosphor, der in einem unsicheren Mineral enthalten war und chemisch nicht verfügbar war.
Im Jahr 2006 brachte die NASA-Raumsonde Stardust dann Proben vom Kometen zurück 81P/Wild . Forscher fanden ein einzelnes Partikel, das Phosphor enthielt, das mit Kalzium in Verbindung gebracht wurde.
Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass der Phosphor „höchstwahrscheinlich in einem“ enthalten war Apatit Partikel.' Es war wahrscheinlich auch nicht verfügbar.
Diese neue Erkenntnis ist anders: Dieses Mal fanden Forscher Phosphorionen in festen Partikeln entweder in Mineralien oder metallischem Phosphor.
„Wir haben gezeigt, dass Apatitmineralien nicht die Quelle von Phosphor sind, was bedeutet, dass der entdeckte Phosphor in einer reduzierteren und möglicherweise löslicheren Form vorkommt“, sagte Projektleiter Harry Lehto von der Fakultät für Physik und Astronomie der Universität Turku .
Der Pressemitteilung Begleitend zur Forschung heißt es: „Dies ist das erste Mal, dass lebensnotwendige CHNOPS-Elemente in fester Kometenmaterie gefunden werden.“
Die neue Erkenntnis ist wichtig für das Verständnis, wie das Leben auf der Erde entstand. Phosphor ist für das Leben auf der Erde von entscheidender Bedeutung, aber wenn er in einem Apatit-Mineral eingeschlossen ist, ist er weitgehend unerreichbar. Auch in gasförmiger Form ist es ungeeignet.
Aber der neu entdeckte Phosphor ist besser verfügbar. Wie die Autoren in ihrer Arbeit schreiben: „Im Prozess der Entstehung von Leben waren wasserlösliche reaktive Phosphorverbindungen erforderlich, um Nukleotidvorläufer durch Phosphorylierung in aktive Nukleotide umzuwandeln.“
Phosphor ist eines der fehlenden Teile im Puzzle des Lebens auf der Erde. Auf der frühen Erde herrschte ein Mangel an Molekülen, die löslichen Phosphor enthielten. Experimente haben gezeigt, dass löslicher Phosphor eine entscheidende Rolle bei der Entstehung biologischer Moleküle spielen könnte.
„Es wurde experimentell gezeigt, dass lösliches P, HCN und H2S als geeignete Ausgangsstoffe für die präbiotische Synthese von Nukleotiden, Aminosäuren und Phosphoglycerin-Grundgerüsten dienen können“, schreiben die Autoren.
Ein kurzlebiger Ausbruch des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko. (ESA/Rosetta)
Der effizienteste Weg zur Herstellung dieser biologischen Moleküle sind jedoch stark reduzierte Formen von Phosphor. Diese Formen von Phosphor kommen hauptsächlich in meteoritischen Materialien oder möglicherweise in elementarem Phosphor vor.
Bisher war bekannt, dass Meteoriten oder möglicherweise geochemische Prozesse für die lebensnotwendigen präbiotischen Phosphorstoffe verantwortlich sind.
Diese Studie zeigt jedoch, dass neben CHNO und S auch P in Kometen vorkommt und dass diese Kometen P zur frühen Erde transportiert haben könnten.
Aber es gibt immer noch ein Problem mit der Idee der Kometenlieferung. Bei zu starker Einwirkung können Materialien zerstört oder verändert werden. Das Team hinter dieser neuen Forschung glaubt, dass sie möglicherweise eine Antwort darauf haben.
„Es ist denkbar, dass frühe Kometeneinschläge auf die Planetenoberfläche im Vergleich zu den Einschlägen der schweren Steinmeteoriten weniger energiereich waren, wodurch die präbiotischen Moleküle in einem intakteren Zustand erhalten blieben.“
Die Forscher sind mit ihren Ergebnissen noch angemessen zurückhaltend. Die Ergebnisse zeigen, dass die Elemente für das Leben von Kometen stammen können, diese Verbindungen müssen jedoch löslich und verfügbar sein. Sie können nicht in Mineralien eingeschlossen werden.
„Die Löslichkeit des nachgewiesenen Kometenphosphors aus 67P/C-G ist nicht klar, aber wir können daraus schließen, dass es sich nicht um Apatit handeln kann, das eine häufige mineralische Phosphorquelle in Meteoriten ist.“ Darüber hinaus sind andere Phosphatmineralien unwahrscheinlich, da wir keinen eindeutigen Kometenbeitrag von PO2 feststellen konnten. und PO3?.'
Was kommt als nächstes?
Die Autoren glauben, dass eine Kometenproben-Rückgabemission notwendig ist, um die Idee der Lieferung von Kometen-CHNOPS voranzutreiben.
„Das Vorhandensein aller CHNOPS-Elemente bietet eine starke Voraussetzung für eine zukünftige Mission zur Rückführung von Kometenproben zu einem Kometen.“ Dies könnte das Vorhandensein aller Verbindungen und ihrer möglichen Mineralquellen sowie die mögliche Löslichkeit der Materie bestätigen. Dies würde auch eine umfassende Analyse der relativen Mengen dieser CHNOPS-Elemente ermöglichen.“
Die Stardust-Mission der NASA hat Kometenstaubmaterialien aus der Koma des Kometen 81P/Wild 2 eingefangen und zurückgebracht. Und Wissenschaftler haben aus diesen Proben viel gelernt. Doch obwohl diese Proben wichtig waren, wiesen sie einige Einschränkungen auf.
Im Bericht ' Das Konzept der Comet Coma Rendezvous Sample Return (CCRSR)-Mission – The Next Step Beyond Stardust“ wiesen die Autoren darauf hin, dass „diese Proben jedoch wichtige Einschränkungen aufweisen, da sie in bescheidener Zahl bei extremen Hypergeschwindigkeiten gesammelt wurden und eine einmalige Zufallsstichprobe aus der Koma darstellen (einen ‚Greifer‘). Probe).'
Wie könnte das verbessert werden? Im selben Bericht beschrieben die Autoren, wie eine verbesserte Mission zur Rückgabe von Kometenproben aussehen würde.
„Diese Mission nutzt ein Raumschiff, das dazu bestimmt ist, sich mit einem Kometen zu treffen, ausgedehnte Beobachtungen innerhalb der Kometenkoma durchzuführen (aber nicht auf dem Kometen zu landen), sanft mehrere Komaproben zu sammeln, die verschiedene Quellorte repräsentieren, und sie zur Untersuchung zur Erde zurückzubringen.“
Die Vorteile? „Erstens werden die Proben bei weitaus geringeren Geschwindigkeiten erfasst, wodurch eine Zerstörung und Veränderung der Proben während der Entnahme vermieden wird und die Rückgabe von viel unberührterem Material, insbesondere organischen Stoffen und zerbrechlichen Mineralien, zur Folge hat.“
Diese verbesserte Mission würde auch Proben aus der Koma und aus ausströmenden flüchtigen Stoffen sammeln. Es würde auch viel mehr Material sammeln, was die Stichprobe statistisch relevanter machen würde.
Im Moment ist diese aktualisierte Mission nur ein Konzept. Und an würdigen Missionskonzepten mangelt es nicht. Es kommt nur darauf an, die würdigsten auszuwählen.
NASA? ESA? Hörst du?
Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht von Universum heute . Lesen Sie das Original Artikel .