Hur fosfor uppkommer i rymden

 

Efter Big Bang bestod nästan all materia i universum av väte. Övriga grundämnen bildades senare genom kärnreaktioner inuti stjärnor eller när stjärnor exploderade som supernovor. Men det finns en mängd olika stjärnor och en mängd olika sätt stjärnor kan explodera på. Astronomer försöker fortfarande finna vilka processer som var viktiga för att skapa det överflöd av grundämnen som finns idag. Astronomer har föreslagit en ny teori för att förklara ursprunget till fosfor, ett av de grundämnen som är viktiga för livet på jorden.

I studien föreslår Kenji Bekki, vid University of Western Australia, och Takuji Tsujimoto, vid Japans nationella astronomiska observatorium, en ny modell baserad på syre-neonnovor, betecknade som "ONe-novor", för att förklara överflödet av fosfor. En ONe-nova uppstår när materia byggs upp på ytan av en syre-neon-magnesiumrik vit dvärgstjärna som värms upp tillsen explosiv skenande kärnfusion uppkommer.

Modellen förutspår att en stor mängd fosfor kommer att frigöras i en ONe-nova och att antalet novor därute beror på stjärnornas kemiska sammansättning. Forskarna uppskattar att merparten av ONe-novor nådde sin topp för cirka 8 miljarder år sedan vilket innebär att fosfor skulle ha varit lättillgängligt när vårt solsystem började bildas för cirka 4,6 miljarder år sedan.

Modellen förutsäger att ONe-novor även  gav en klorförstärkning liknande fosforförstärkningen. Det finns dock ännu inte tillräckligt med observationsdata för klor för att bekräfta detta men det ger en testbar hypotes för att kontrollera giltigheten i detta  ONe-novamodellen.

 Framtida observationer av stjärnor i den yttre delen av Vintergatan kommer att ge den data som behövs för att se om det även förutspådda järnberoendet och klorförstärkningen stämmer överens med verkligheten, eller om man behöver tänka om.

Bild Rawpixel.com

Fosfor har överraskande upptäckts i Vintergatans utkant

 

Fosfor är ett icke-metalliskt grundämne tillhörande kvävegruppen. Fosfor ingår i kemiskt bunden form i RNA och DNA och är nödvändig för alla levande celler. Fosfor kan inte hittas i fri form i naturen, på grund av hög kemisk reaktionsförmåga.”wikipedia” 

Tre kemister vid University of Arizona, ankutna till University of Arizonas Department of Astronomy and Steward Observatory har upptäckt fosfor i utkanten av Vintergatan. I sin studie som beskrivits i tidskriften Nature, har Lilia Koelemay, Karlie Gold och Lucy Ziurys beskrivet gasmolnet WB89-621 som finns i utkanten av Vintergatan.

Tidigare forskning har visats att fosfor finns nära solen och även andra inre delar av Vintergatan. Men detta är första gången det observerats i Vintergatans yttre del. Tidigare fynd har inte varit överraskande eftersom forskning har visat att fosfor skapas när kiselatomer i stjärnor (som solen) binder till neutroner. En sådan stjärnnukleosyntes tros vara förklaringen till tidigare observerad fosfor.

Det verkar förklara varför fosfor inte har hittats längre bort från solen eller stjärnors närhet då det inte finns något rimligt sätt för fosfor att finnas där. I den nya studien studerade forskarna den kemiska sammansättningen av gasmolnet WB89-621, som finns nära Vintergatans ytterkant och upptäckte  då fosfor där.

I sitt arbete utförde forskarna en millimeterspektraanalys när de noterade rotationslinjer som tyder på närvaro av fosfor i molnet som finns på ett avstånd på 22,6 kpc från Vintergatans centrum. De noterade också att supernovor inte existerar i Vintergatans yttre regioner, vilket tyder på att fosforn de observerade måste komma ur en annan källa.

Forskarna konstaterar att två möjliga källor båda två är inte trovärdiga i detta fall. Galaktiska fontäner (där material från supernovor förflyttas via cirkumgalaktiska effekter och/eller haloeffekter), då dessa moln som skapas av sådana fontäner inte finns i Vintergatans yttre på ett avstånd som kan förklara fosforn i gasmolnet.

En annan möjlig förklaring skulle kunna vara ett bidrag från en extragalaktisk källa, till exempel det Magellanska molnet och dess stjärnor som finns i området. Men det verkar också osannolikt konstaterar de, eftersom sådana källor sällan har tillräckligt med metaller som behövs för att producera de mängder fosfor som  upptäckts och då kunde tagit vägen in i gasmolnet.

Forskarlaget drar slutsatsen att andra möjliga källor måste sökas för att fastställa källan till den fosfor de hittade.

Så ingen förklaring till källan finns ännu. Kan någon kemisk process i gasmolnet WB89-621 vara den troliga förklaringen. Något man hittills förbisett att undersöka eller hittat och som kan ske i vissa gasmoln?

Bild vikipedia Illustration av Vintergatan som visar dess armar och solens placering (originalbilden från NASA).

Damm från komet innehöll fluor och fosfor.

 

Forskare har upptäckt att det finns fosfor och fluor i de fasta dammpartiklar som samlats in från härområdet av kometen 67P/Churyumov–Gerasimenkos. Denna komet sveper ett varv runt solen på 6,5 år.

Dammpartiklarna samlades ihop med COmetary Secondary Ion Mass Analyser (COSIMA). Detta instrument var med ombord på Europeiska rymdorganisationens rymdfarkost Rosetta som undersökte kometen på några kilometers avstånd mellan september 2014 och september 2016.

COSIMA-instrumentet samlade in dammpartiklarna i närområdet av kometen (dess svans). Tre 1 till 2cm områden fotograferades på distans. Partiklarna valdes ut från dessa bilder och mättes slutligen med en masspektrometer. Alla steg kontrollerades från Jorden.

Detektion av fosforjoner (P+)  finns i mineraler som metallisk fosfor. Detta är första gången som livsnödvändiga element av detta slag hittats i en kometsubstans. Kol, väte, kväve, syre och svavel har tidigare hittats av COSIMA-instrumenetet i samma område och även rapporterats. Upptäckten av P (fosforjoner) indikerar att Jordens fosfor kommit hit med hjälp av kometer enligt teamets slutsats.

Fluor upptäcktes också i undersökningen härrörande från kometdamm. Den första upptäckten kom från prov av interstellärt stoft därifrån 2019.

Jag tror inte (min anm.) på att fosforjoner kommit till Jorden med hjälp av kometer eller asteroider lika lite som vatten kommit den vägen. Om så skulle bara frågan bli vart kom detta då ifrån som ingrediens i dessa? Nej likt vatten anser jag dessa fosforjoner bildades när Jorden bildades se min blogg av 29 nov där vattenfrågan diskuteras inom fältet kometer

Bild på komet 67P/Churyumov-Gerasimenko vilken fick besök av ESA-rymdsonden Rosetta i november 2014.