私たちが知っているように、生命の重要な成分であるリンは、宇宙では比較的稀であると考えられています。しかし現在、天文学者らは天の川の端で驚くべき量のリンを検出しており、宇宙には生命がより一般的である可能性があることを示唆している。地球上の生命には、窒素、炭素、水素、酸素、リン、硫黄 (NCHOPS) という 6 つの主要な元素が必要です。通常の低質量星は寿命を終えると宇宙に吹き飛ばされるため、これらの元素のほとんどは比較的簡単に入手できます。一方、リンははるかに稀少であるため、一般に宇宙の生命の制限要因であると考えられています。
「リンを作るには、ある種の暴力的な出来事を経験する必要がある」と、この研究の責任著者であるルーシー・ジウリス氏は述べた。 「リンは超新星爆発で生成されると考えられており、そのためには太陽の少なくとも20倍の質量の星が必要です。言い換えれば、生命が誕生するつもりなら、超新星に近いほうが良いのです。それが本当に宇宙で唯一のリン源となるのであれば。」
しかし、新しい研究で、天文学者らはリンが「あるべきではない」場所でリンを検出したことにより、未知のリン生成メカニズムが私たちが考えていたよりも豊富に存在する可能性があることを示唆している。
研究チームはアリゾナ電波天文台とスペインにあるIRAMの電波望遠鏡を使って、WB89-621と名付けられた分子雲を観測した。興味深いことに、彼らは一酸化リンと窒化リンの明確な兆候を検出しました。
この雲は天の川銀河の中心から約7万4000光年離れており、これまでにリンが発見された領域のほぼ2倍の距離にある。天の川銀河の外縁では、星が死ぬとリンを生成する大質量星を形成するのに十分な物質がありません。
では、どうやってそこに到達するのでしょうか？以前に提案されたメカニズムには、中心からリンを漏らし、円盤全体に噴霧する「銀河の噴水」が含まれています。しかし、この主張を裏付ける証拠はほとんどなく、たとえそのような噴水が存在したとしても、約 3,000 光年を超えて噴出するとは予想されていません。その代わり、研究チームは、低質量星と中質量星が炭素原子から中性子を剥ぎ取り、シリコン原子に加えることでリンを生成できると考えている。
「これは理論的には仮説なので、超新星以外の別のリン源を説明できる可能性があり、それを裏付ける十分な証拠が得られたと思う」とジーウルス氏は語った。他の研究グループも、リンの供給源である可能性のあるリンを豊富に含む星の証拠を発見した。この天体化学的発見は、地球外生命体に大きな影響を与える可能性があります。リンの相対的な希少性により、宇宙全体での生命の蔓延に厳しい制限がかかると考えられてきましたが、もしリンが銀河全体で見つかった場合、おそらく私たちは有望な惑星を時期尚早に除外していることになります。」
私たちが知っているように、惑星が生命の居住に適しているためには、NCHOPS 要素がすべて含まれている必要があり、これらの要素の存在によって天の川銀河のハビタブルゾーンが決まります。私たちのリンの発見により、すべてのリン元素が天の川の端で発見されるようになり、ハビタブルゾーンは天の川の外縁まで広がります。
研究はNature誌に掲載された。