Ohne Phosphor hätte auf der Erde kein Leben entstehen können. Es ist ein zentraler Baustein, der unter anderem im Erbgut aller Lebewesen und in Zellmembranen steckt. Ein internationales Forschungsteam mit Beteiligung der Universität Bern zeichnete nun den Weg des Elements aus der Kinderstube von Sternensystemen über Kometen bis zur Erde nach.
Die Forschenden nutzten Beobachtungsdaten des Riesenteleskops ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) in Chile, das die Europäische Südsternwarte ESO gemeinsam mit internationalen Partnern betreibt. Damit blickten sie tief in eine Region im Weltall namens AFGL 5142, in der Sterne entstehen. Die Wissenschafter konnten nachweisen, dass sich bei der Geburt neuer Sterne phosphorhaltige Moleküle bilden, wie die Universität Bern am Mittwoch mitteilte. Das am häufigsten vorkommende Molekül darunter sei Phosphormonoxid, berichteten die Forscher im Fachblatt "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society".
Sterne und Planetensysteme entstehen in interstellaren Wolken aus Gas und Staub. Wo neue Sterne entstehen, kann das dabei entstehende Phosphormonoxid ausfrieren und im Eis und in Staubkörnern der Wolke gefangen werden. Die Staubkörner um den jungen Stern herum verklumpen zunehmend, formen immer größere Gebilde und schließlich Planeten und Kometen.
Weg zur Erde nachgezeichnet
Maria Drozdovskaya und die inzwischen emeritierte Professorin Kathrin Altwegg von der Universität Bern nahmen zusammen mit ihrem Team mit einem Instrument namens "Rosina" an der Rosetta-Mission zur Erforschung des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko teil. Rosina war ein Massenspektrometer, das an Bord der Rosetta-Sonde die chemische Zusammensetzung der Ausdünstungen des Kometen "erschnupperte".
"Wir hatten zuvor in den Rosina-Daten Hinweise auf Phosphor gefunden, wussten aber nicht, welches Molekül den Phosphor zum Kometen gebracht hatte", wurde Altwegg in der Mitteilung zitiert. Auf einer Konferenz habe eine Astronomin, die mit ALMA Entstehungsgebiete von Sternen untersucht, sie angesprochen und Phosphormonoxid als wahrscheinlichen Kandidaten genannt. "Also ging ich zurück zu unseren Rosina-Daten, und da war es!"
Dank der Kombination der Daten des Riesenteleskops ALMA und des Rosina-Instruments im Weltraum konnten die Forschenden somit den wahrscheinlichen Weg des Phosphors zur Erde nachzeichnen. "Kometen haben höchstwahrscheinlich große Mengen an organischen Verbindungen zur Erde gebracht", so Altwegg. Die Dokumentation der Reise von Phosphormonoxid stärke diese Verbindung zwischen Kometen und dem Leben auf der Erde.