Netikėta molekulė senoje žvaigždėje, ar tai gyvybės ženklas ar tik dar viena didelė kosmoso mįslė?

Šią molekulę, kuri neretai laikoma gyvybės žymeniu, pirmą kartą aiškiai aptiko mokslininkai vienoje iš rudųjų nykštukių – žvaigždžių, kurios per silpnos, kad galėtų degti kaip Saulė, bet per didelės, kad vadintume jas planetomis. 

Rudoji nykštukė Wolf 1130C, skaičiuojanti daugiau nei 10 milijardų metų, tapo tikra moksline sensacija. Tai pirmas kartas, kai fosfinas buvo aptiktas tokios žvaigždės atmosferoje tokia koncentracija, kokios tikėjosi mokslininkai. 

Tačiau šis atradimas ne tiek patvirtino teorijas, kiek atvėrė daugiau klausimų nei atsakymų. Jei fosfinas egzistuoja ten, kur turėtų, kodėl jo nepavyko aptikti jokioje kitoje iki šiol tirtų rudųjų nykštukių ar didžiųjų planetų atmosferoje?

Kas yra fosfinas ir kodėl jis svarbus?

Fosfinas (PH₃) – tai molekulė, kurią Žemėje dažniausiai gamina anaerobiniai mikrobai, gyvenantys be deguonies. Būtent todėl ji laikoma potencialiu biosignalu – molekuliniu įrodymu, kad kažkur gali egzistuoti gyvybė. Tačiau šis ženklas nėra vienareikšmis.

Pavyzdžiui, fosfino yra Jupiterio ir Saturno atmosferose – planetose, kuriose gyvybės egzistavimas, bent jau tokios, kokią mes suprantame, yra labai abejotinas.Šiose dujinėse milžinėse fosfinas susidaro giliuose karštuose ir didelio slėgio sluoksniuose, o vėliau, per konvekciją, iškyla į paviršių. 

Remdamiesi šiuo procesu, mokslininkai sukūrė modelius, kaip turėtų elgtis fosfinas kitose planetose ar rudosiose nykštukėse. Tačiau naujausias tyrimas parodė, kad šie modeliai ne visada veikia.

Kodėl Wolf 1130C toks išskirtinis?

Mokslininkų komanda, vadovaujama astrofiziko Adamo Burgassero iš Kalifornijos universiteto San Diege, pasinaudojo Jameso Webbo kosminiu teleskopu ir atliko spektroskopinius stebėjimus infraraudonųjų spindulių diapazone. 

Rezultatai buvo netikėti – fosfino šešėlis duomenyse pasirodė aiškiai ir nedviprasmiškai, net žemiausios raiškos matavimuose. Šioje rudojoje nykštukėje fosfino buvo tiek pat, kiek Jupiterio ar Saturno atmosferoje – apie 100 dalelių milijarde.

Tai pirmas kartas, kai rudosios nykštukės atmosferoje aptikta tiek fosfino, kiek tikėjosi mokslininkai. Ir čia kyla problema: kodėl tik šioje žvaigždėje? Kur dingo fosfinas visose kitose tirtose sistemose?

Galimi paaiškinimai: metalo trūkumas ar ypatinga žvaigždžių sąjunga?

Vienas iš galimų atsakymų – Wolf 1130C turi žymiai mažesnį kiekį elementų, sunkesnių už vandenilį ir helį. Tokie cheminės sudėties skirtumai gali paveikti fosforo cheminius procesus ir paaiškinti, kodėl šioje žvaigždėje fosfino yra, o kitose – ne. 

Be to, ši rudoji nykštukė priklauso trinarės sistemos daliai, kurioje yra ir baltoji nykštukė – mirusi žvaigždė, galinti būti papildomu fosforo šaltiniu.

Tyrėjai dabar bando sukurti atmosferos modelį, kuris paaiškintų, kodėl tik Wolf 1130C turi numatytą fosfino kiekį. Norint suprasti, kas iš tiesų vyksta, reikia išnagrinėti, kokiomis sąlygomis ši molekulė apskritai gali egzistuoti.

Fosfinas – gyvybės ženklas ar paini molekulinė paslaptis?

Fosfino reikšmė kaip gyvybės ženklo tapo ypač aktuali 2020 metais, kai paskelbta, jog jo pėdsakai rasti Veneros atmosferoje. Nors vėliau pasirodė, kad galėjo būti ir kitų paaiškinimų, pavyzdžiui – vulkaninis aktyvumas, diskusijos dėl fosfino vaidmens nenurimo.

Wolf 1130C atvejis dar kartą įrodo, kad fosfinas nebūtinai yra biosignatūra. Jis gali atsirasti labai įvairiomis sąlygomis, nepriklausomai nuo gyvybės buvimo. Šis atradimas rodo, kad PH₃ negalima laikyti vienareikšmiu gyvybės įrodymu ir kad fosforo cheminė elgsena skirtingose kosminėse aplinkose gali labai skirtis.

Klausimas lieka atviras

Didžiausias iššūkis dabar – nustatyti, kas yra anomalija: ar išskirtinis yra Wolf 1130C, ar būtent kitos rudosios nykštukės, kuriose fosfino trūksta. Kad būtų galima atsakyti į šį klausimą, reikės daugiau stebėjimų, modelių ir teorijų.

Vienas dalykas aiškus – fosfinas, nors ir intriguojanti molekulė, turi būti nagrinėjamas atsargiai. Kol kas jo negalima laikyti patikimu gyvybės ženklu. Tačiau kartu jis tampa puikiu įrankiu, leidžiančiu pažvelgti giliau į planetų ir žvaigždžių atmosferų cheminę sudėtį.

Tai, kas prasidėjo kaip viltis rasti gyvybę, virto kosminės chemijos mįsle. O tokios mįslės visada veda į naujus atradimus.