Interstellaire connecties van fosfor in kaart gebracht:

Door Candice Simionescu gepubliceerd in Wetenschap en onderwijs

Interstellaire connecties van fosfor in kaart gebracht:

e365369fbd515137396e44602be2e527_medium.

Fosfor kennen we bijvoorbeeld van fosforgranaten en fosforbommen en dan vooral als witte fosfor. Tijdens de Tweede Wereldoorlog zijn er bijvoorbeeld brandbommen met fosfor (is zeer brandbaar) op Dresden gegooid tijdens het laatste bombardement op die stad. Witte fosfor is zelfontbrandend. En de Nazi’s gebruikten ze dus om de Engelse steden mee te bombarderen. En ze werden ook gebruikt bij de bombardementen in Vietnam, bij de oorlog in Afghanistan, Irak en bij de bevrijding van Mosul. Je moet het ook zeer zeker niet op je huid krijgen, tenzij je aan een erg extreme vorm van sadomasochisme lijdt. Maakt het contact met de huid, dan gaat het reageren met het water in de huid en dat geeft dan zeer ernstige en ook zeer diepe brandwonden. Het is vergelijkbaar met het effect van napalm en fosfor moet je ook absoluut niet proberen te blussen met water. Je kan het niet blussen met water en doe je het toch dan gaat het met het water reageren en kan het de vorming van fosfine veroorzaken en fosfine is een heel bizar giftig gas en is in vrij lage concentraties al dodelijk. Maar fosfor is daarnaast nog iets en dat is toch ook niet onbelangrijk. Fosfor is één van de bouwstenen van het leven. Fosfor vinden we in ons DNA en het is een bestanddeel van de celmembranen, alleen vraagt men al heel erg lang af hoe het is ontstaan, waar komt het vandaan en hoe komt het dat we het op Aarde hebben?

Eigenlijk mogen we wel stellen dat alles wat we hier op Aarde kennen haar/zijn oorsprong vind in het Universum. En ja u kunt vast wel het e.e.a. bedenken waarbij dat niet het geval is. En dat kan ik dus ook, maar alles wat met leven te maken heeft, van de kleinste bacterie, Candidatus actinomarinidae, met een diametertje van 0,292 micrometer (een micrometer is dus een miljoenste deel van een meter) tot het allergrootste wezen wat ooit geleefd heeft de Argentinosaurus (22 tot 35 meter lengte) is ontstaan door wat het Universum onze planeet gebracht heeft middels voornamelijk kometen.

2c988f8eb1225c91b6664cd1a43928e8_medium.9e4ea4bd04333e998f7e60c263a1ccab_medium.

Maar gaat datzelfde op voor bijvoorbeeld fosfor? En om deze vraag te kunnen beantwoorden dienen we eerst de herkomst van fosfor te kennen. En dat was lange tijd (tot half januari van 2020 … dus een paar weken terug) nog onduidelijk.

Natuurlijk hadden wetenschappers al wel vermoedens dat het ergens uit dat ongrijpbare en grotendeels nog steeds onbegrijpelijke Universum vandaan moest komen. Maar ze zitten en zaten niet stil en met hulp van ALMA en de ESA sonde Rosetta hebben ze weten aan te tonen hoe fosfor vanuit stervormingsgebieden in kometen belandt.

ALMA is Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. ALMA is het grootste astronomische project op aarde. Het bestaat uit 66 grote antenneschotels en ze hebben het ontwikkeld om dus het licht van de koudste objecten in het heelal te kunnen bestuderen. Dit licht heeft een golflengte van ongeveer een millimeter en het bevindt zich daarmee tussen infrarood licht en radiogolven.

ALMA bevindt zich heel hoog in het Chileense deel van de Andes. En dat is niet voor niets. De straling die ALMA opvangt, wordt geabsorbeerd door de waterdamp in de atmosfeer van de aarde. Daarom is het van eminent belang dat de schotels zich op een plek bevinden die hoog en droog is. In dit geval op een 5000 meter hoog plateau in Chili. De schotels gunnen ons een kijkje in delen van het Universum die in zichtbaar licht niet of buitengewoon moeilijk in detail te bestuderen zijn. Denk bijvoorbeeld aan die prachtige gas- en stofwolken waarin de nieuwe sterren worden geboren. Nu geven al die wolken nog zeer weinig geheimen prijs, maar ALMA is in staat om ze prachtig in beeld te brengen en ons de omstandigheden in deze wolken goed te laten zien. En uiteindelijk zal ALMA zelfs de bouwblokken van sterren, maar ook van planetaire systemen, sterrenstelsels en het leven zelf gaan bestuderen. En dat zeer gedetailleerd. ALMA is bijzonder gevoelig en werkt met dus met een zeer hoge resolutie. Deze resolutie levert ongeveer tien keer scherpere beelden op dan Hubble. En Hubble zond ons al echt prachtige mooie beelden van de gasnevels en wolken.

a6e9915084d244e2ba4f080d5ecca694_medium.bcd318bb271cb6c3cdde5e4760ba8815_medium.

Het onderzoek toonde voor het eerst aan waar fosforhoudende moleculen ontstaan en tevens hoe fosfor door kometen wordt meegenomen en hoe zo’n bepaald molecuul een echt cruciale rol gespeeld kan hebben bij het ontstaan van al het leven op aarde.

We weten dus dat het leven op Aarde ongeveer vier miljard jaar geleden ontstond, maar we weten echter nog steeds niet precies welke processen dat mogelijk maakten. We weten heel veel, maar dus nog lang niet alles en er zijn mensen die al het geld voor onderzoeken in het Universum weggegooid maar geld vinden, en daar kun je het mee eens of oneens zijn, maar het zijn wel die onderzoeken die noodzakelijk zijn om te kunnen achterhalen hoe dus alles is ontstaan en als we dat hele proces van het ontstaan van leven weten, dan kan dat zelfs van groot belang zijn om bepaalde ziekten beter te kunnen behandelen. Lijkt ver gezocht, maar we weten nog lang niet van alle ziekten het ontstaan en dat kan wel te maken hebben met een bepaalde stof die we nu nog steeds niet kennen en dus ook niet kunnen bestrijden. En de resultaten tot dusverre vanuit ALMA en Rosetta hebben aangetoond dat fosformonoxide een cruciale rol speelt in het vraagstuk over de oorsprong van al het leven op Aarde.

Fosfor overigens werd in 1669 ontdekt door een Duitse alchemist – Hennig Brand – toen hij wat plasjes onderzocht, dus urine. Toen Hennig probeerde om de urinezouten in te dampen merkte hij dat er een wittige stof achterbleef en die oplichtte in het donker en tevens zeer brandbaar bleek te zijn. Deze stof werd fosfor genoemd, naar het Griekse woord Phosphoros wat, en wat net als het Latijnse woord lucifer, te vertalen valt als “lichtdrager”. In de Griekse mythologie was Phosphoros één van de personificaties van de planeet Venus.

64d7d9df6c3d5a7ec7d20fb164277c1d_medium.

Hennig Brand

Door met ALMA het echt prachtige stervormingsgebied AFGL 5142 heel erg nauwkeurig af te speuren, konden de astronomen uitstekend aanwijzen waar fosforhoudende moleculen, zoals fosformonoxide, ontstaan. Nieuwe sterren en planetenstelsels vormen zich in wolken van gas en stof tussen de sterren, en dat maakt deze zo mooie interstellaire wolken de ideale locaties om de zoektocht naar de bouwstenen van het leven te beginnen. Bekijk de video en zie wat een prachtig stervormingsgebied het is.

 

 

 

a6dbc88afef8b6d28a9af56b4f711b9d_medium.

Deze ALMA-waarnemingen lieten zien dat fosforhoudende moleculen ontstaan bij de vorming van zware sterren. Gasstromen van jonge zware sterren veroorzaken holtes in interstellaire gaswolken. Door de Universele gezamenlijke werking van schokgolven en de straling van de jonge ster ontstaan fosforhoudende moleculen bij de ‘wanden’ van deze holtes.

Astronomen konden vaststellen, dat fosformonoxide het meest voorkomende fosforhoudende molecuul in deze holtewanden is. Nadat ze dit molecuul wisten op te sporen, werden de ogen gericht op een bekend object in ons Zonnestelsel. En dat is deze in 1969 ontdekte komeet.

3cf5a9ed7a53a7f5e5ebdb6992c0060c_medium.

Komeet 67P/Churyumov–Gerasimenko. Doorsnede 4 km.

Waarom deden ze dat? 

A: Zomaar

B: Geen idee

C: Zal ik het uitleggen?

U kiest gelukkig voor optie C, anders had ik nu dus namelijk moeten stoppen met dit artikel. En ik ben nog niet klaar. 

Het idee erachter was om het spoor van de ontdekte fosforhoudende verbindingen te volgen en daar fosfor hier op Aarde te vinden is ..… en er nooit sterren op de Aarde zijn ingeslagen (dan had er geen Aarde bestaan) moest het wel via kometen en zo komen, want wat is een komeet? Een komeet is een over het algemeen relatief klein hemellichaam wat vaak in een elliptische baan rond een ster draait en uit ijs, gas en stof bestaat.

“veroorzaken holtes in interstellaire gaswolken”

“de ‘wanden’ van deze holtes”.

Deze holtewanden storten, vrij regelmatig, in om een nieuwe ster te vormen en dat zijn dan doorgaans de kleinere en niet zo heel zware sterren zoals dus bijvoorbeeld onze Zon. Tijdens dat instorten kunnen de fosformonoxidemoleculen bevriezen maar dus ook opgesloten raken in de ijzige stofdeeltjes die rond de nieuwe ster achterblijven. En deze stofdeeltjes klonteren, zelfs nog voordat de vorming van de ster is voltooid, samen tot steentjes, rotsblokken en …. uiteindelijk kometen. En die kometen worden vervolgens taxi’s van het fosformonoxide.

Dankzij deze eerste waarneming van fosformonoxide op een komeet kunnen astronomen nu een link leggen tussen stervormingsgebieden, waar het molecuul ontstaat, en onze aarde. Fosfor is van vitaal belang voor al het leven zoals wij dat nu kennen. Omdat kometen hoogstwaarschijnlijk grote hoeveelheden organische verbindingen op aarde hebben afgeleverd, zou het fosformonoxide dat in de komeet 67P is aangetroffen het verband tussen kometen en het leven op aarde wel eens kunnen versterken.”

fe5595ec5c0409fd42d681aad27abd62_medium.

Kathrin Altwegg, hoofdonderzoekster ROSINA wat een onderdeel  is van Rosetta.

 

“De combinatie van de gegevens van ALMA en ROSINA heeft uitgewezen dat het stervormingsproces een soort chemische rode draad vertoont, waarin fosformonoxide de hoofdrol speelt.”

96af035b7ef0abcac84eea1f942ecc2b_medium.

Victor Rivilla onderzoeker Arcetri-sterrenwacht van INAF.

 

Het begrijpen van onze kosmische oorsprong, inclusief de vraag over hoe algemeen de chemische omstandigheden die gunstig zijn voor het ontstaan van leven zijn, is een belangrijk onderwerp in de moderne astrofysica. Waar ESO en ALMA zich richten op de waarnemingen van moleculen in verre zeer jonge planetenstelsels, wordt de verkenning van de chemische inventaris van ons zonnestelsel mogelijk gemaakt door ESA-missies zoals nu met Rosetta. De synergie tussen deze toonaangevende faciliteiten op de aarde en in de ruimte is een grote aanwinst voor Europese onderzoekers en maakt baanbrekende ontdekkingen mogelijk.”

6098cdc56ef32211a66c2c39f8c8cd63_medium.

- Leonardo Testi, ESO-astronoom en Europees Operationeel Manager van ALMA,

Het mooie van het Universum is dat elk onderzoek weer wegen naar nieuwe onderzoeken mogelijk maakt en dat elk nieuwe onderzoek weer vragen opwerpt om antwoorden voor te zoeken die we dan weer moeten zoeken in het Universum.

*Candice*

07/11/2020 21:13

Reacties (2) 

1
08/11/2020 10:30
Weer wat geleerd.
Je komt fosfor ook veel tegen bij vulkanen, meen ik mij te herinneren. Uit het binnenste der aarde - daar zit kennelijk heel wat van dat spul.
1
08/11/2020 10:45
Klopt, het is royaal aanwezig.
Copyright © Tallsay.com. Alle rechten voorbehouden.
Door gebruik te maken van deze website geef je aan dat je onze Algemene voorwaarden en ons Privacy statement accepteert