Forsker søger efter stjernefosfor for at finde potentielt beboelige exoplaneter

En videnskabsmand fra Southwest Research Institute har identificeret stjernefosfor som en sandsynlig markør til at indsnævre søgen efter liv i kosmos. Hun har udviklet teknikker til at identificere stjerner, der sandsynligvis vil være vært for exoplaneter, baseret på sammensætningen af ​​stjerner, der vides at have planeter, og foreslår, at kommende undersøgelser retter sig mod stjernernes fosfor for at finde systemer med størst sandsynlighed for at være vært for livet, som vi kender det.

"Når man søger efter exoplaneter og prøver at se, om de er beboelige, det er vigtigt, at en planet er i live med aktive cyklusser, vulkaner og pladetektonik, " sagde SwRI's Dr. Natalie Hinkel, en planetarisk astrofysiker og hovedforfatter til et nyt papir om denne forskning i Astrophysical Research Letters. "Min medforfatter, Dr. Hilairy Hartnett, er oceanograf og påpegede, at fosfor er livsvigtigt for alt liv på Jorden. Det er afgørende for skabelsen af ​​DNA, cellemembraner, knogler og tænder hos mennesker og dyr, og endda havets mikrobiom af plankton."

Det er endnu ikke muligt at bestemme grundstofforholdene for exoplanetære økosystemer, men det antages generelt, at planeter har sammensætninger svarende til deres værtsstjerner. Forskere kan måle mængden af ​​grundstoffer i en stjerne spektroskopisk, studerer, hvordan lys interagerer med elementerne i en stjernes øverste lag. Ved at bruge disse data, Forskere kan udlede, hvad en stjernes kredsende planeter er lavet af, bruger stjernernes sammensætning som en proxy for sine planeter.

På jorden, nøgleelementerne for biologi er kulstof, brint, nitrogen, ilt, fosfor, og svovl (eller CHNOPS). I dagens oceaner, Fosfor betragtes som det ultimative begrænsende næringsstof for livet, da det er det mindst tilgængelige kemikalie, der er nødvendigt for biokemiske reaktioner.

Hinkel brugte Hypatia Catalogue, en offentligt tilgængelig stjernedatabase, hun udviklede, at vurdere og sammenligne kulstof, nitrogen, silicium, og fosforindholdsforhold mellem stjerner i nærheden og dem i gennemsnitligt havplankton, jordskorpen, samt bulksilikat på Jorden og Mars.

"Men der er så lidt fosforstjerneoverflodsdata, " sagde Hinkel. "Fosfordata eksisterer kun for omkring 1% af stjernerne. Det gør det virkelig svært at finde ud af nogen klare tendenser mellem stjernerne, endsige fosfors rolle i udviklingen af ​​en exoplanet."

Det er ikke sådan, at stjernerne nødvendigvis mangler fosfor, men det er svært at måle elementet, fordi det detekteres i et område af lysspektret, der ikke typisk observeres:ved kanten af ​​de optiske (eller visuelle) bølgelængder af lys og infrarødt lys. De fleste spektroskopiske undersøgelser er ikke indstillet til at finde elementer i det snævre område.

"Vores sol har relativt højt fosfor, og jordens biologi kræver en lille, men mærkbar, mængden af ​​fosfor, "Forsatte Hinkel. "Så, på klippeplaneter, der dannes omkring værtsstjerner med mindre fosfor, det er sandsynligt, at fosfor vil være utilgængeligt for potentielt liv på planetens overflade. Derfor, vi opfordrer indtrængende stjernesamfundet til at gøre fosforobservationer til en prioritet i fremtidige undersøgelser og teleskopdesign."

Bevæger sig fremad, disse resultater kunne revolutionere udvælgelse af målstjerner til fremtidig forskning og fastholde den rolle, elementer spiller i exoplanetdetektion, dannelse og beboelighed.