Фосфор, без которого не может существовать ни один живой организм на Земле, может встречаться в космосе реже, чем считалось ранее.

Когда астрономы говорят о поиске в космосе необходимых для зарождения жизни элементов, речь чаще всего идет о кислороде и углероде. Эти два элемента не так распространены в космосе, как другие два органогенных элемента — водород и азот, поэтому их обнаружение позволяет сузить радиус поиска потенциально обитаемых уголков Вселенной.

Другие элементы в меньших количествах присутствуют и в космосе, и в живой природе, но науке неизвестно ни одно живое существо, которое могло бы обойтись без калия, кальция, магния, натрия, серы, хлора и фосфора; эти элементы, вместе с четырьмя органогенными, составляют набор абсолютно необходимых для жизни в известных нам формах элементов, поэтому их поиск во Вселенной тоже можно использовать как косвенный метод поиска внеземной жизни.

Фосфор присутствует в живых организмах в небольших количествах (у человека на него приходится 1,1% массы тела), но совершенно необходим для существования жизни, поскольку входит в состав нуклеиновых кислот — ДНК и РНК, а также других крайне важных биомолекул. До сих пор считалось, что от массы вещества Вселенной фосфор составляет всего 0,0007%. Основной его источник — сверхновые; в следовых количествах он также синтезируется в ходе термоядерных реакций в недрах звезд.

Новое исследование международной группы астрофизиков показало, что некоторые сверхновые дают меньше фосфора, чем другие, и в целом его содержание во Вселенной может быть еще меньше, чем предполагалось, а значит, мест, где его достаточно для зарождения жизни — тоже меньше.

Туманность Кассиопея А, снимок телескопа «Хаббл»

Астрофизики искали фосфор в двух туманностях, оставшихся после взрывов сверхновых — Крабовидной в созвездии Тельца и туманности Кассиопея A в одноименном созвездии. Эти огромные облака газа и пыли образовались в результате очень схожих астрономических событий — взрывов сверхновых II типа, и математическое моделирование этих событий предсказывало примерно одинаковое распределение разных химических элементов в двух туманностях. Предварительные результаты исследования, однако, указывают на то, что в Кассиопее А фосфора намного больше, чем в Крабовидной туманности.

Разница в содержании фосфора удивила ученых. Она может означать, что еще не известные науке процессы во время взрывов сверхновых приводят к более или менее интенсивному синтезу некоторых элементов. Возможно также, что расхождение объясняется разницей двух туманностей в возрасте.

Свет от взрыва сверхновой, породившей Крабовидную туманность, дошел до Земли около тысячи лет назад; свидетельства о нем сохранились в китайских хрониках. Свет же от взрыва звезда, породившей туманность Кассиопеи, дошел до Земли всего 300 лет назад. Фосфор и его соединения в Крабовидной туманности могли со временем перейти из газовой фазы в твердую; это может объяснить разницу газовых спектров двух туманностей, считают авторы исследования.

Впрочем, возможно и более простое объяснение: когда телескоп Уильяма Гершеля на Гавайях был направлен на Крабовидную туманность, небо было облачным, и это могло исказить результаты измерений. Выводы о различном содержании фосфора в остатках сверхновых II типа еще предстоит проверить, отмечают авторы работы, но если они верны, это означает, что жизнь во Вселенной имеет еще меньше шансов, чем мы думали.

Новые звезды и планеты вокруг них формируются из вещества, выброшенного взрывами сверхновых; если во всей туманности мало фосфора, то и на планете его может оказаться недостаточно для зарождения жизни — по крайней мере, в том единственном виде, с которым мы знакомы.

Результаты новых наблюдений ученые представили на Европейской неделе астрономии и наук о космосе в Ливерпуле.