Ilustración del camino interestelar del fósforo. Con el telescopio ALMA se identificó dónde se forman moléculas que lo llevan en la región de formación de estrellas AFGL 5142, y con el instrumento ROSINA de la sonda Rosetta se encontró monóxido de fósforo en el cometa 67P. / Foto: ALMA, ESO/L. Calçada, ESA-Rosetta et al.

El fósforo es un elemento esencial para la vida tal y como la conocemos, ya que está presente en nuestro ADN y en las membranas celulares. Los científicos desconocen cómo llegó a la Tierra primitiva, pero ahora un equipo de astrónomos ha dado un paso para descubrirlo, rastreado su viaje desde las regiones de formación estelar hasta los cometas.

El estudio, publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, muestra, por primera vez, dónde se forman moléculas que contienen fósforo, cómo se transporta este elemento en los cometas, y cómo puede haber desempeñado un papel crucial en los primeros organismos de nuestro planeta.

Por primera vez se muestra dónde se forman moléculas con fósforo, cómo se transporta en los cometas y cómo puede tener un papel crucial en el inicio de la vida

“La vida apareció en la Tierra hace unos 4.000 millones de años, pero todavía no conocemos los procesos que lo hicieron posible”, afirma Víctor Rivilla, autor principal del trabajo, realizado con la ayuda de dos instrumentos: la instalación ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array de la que es socio el Observatorio Europeo Austral, ESO) y el espectrómetro ROSINA a bordo de la sonda Rosetta de la ESA.

ALMA permitió una mirada profunda y detallada de una región de formación de estrellas llamada AFGL 5142. Los astrónomos pudieron identificar dónde se forman algunas moléculas portadoras de fósforo, como el monóxido de fósforo. Entre las estrellas, hay regiones de gas y polvo en forma de nubes en las que nacen nuevas estrellas y sistemas planetarios, haciendo de estas nubes interestelares los lugares ideales para iniciar la búsqueda de los ladrillos básicos necesarios para la construcción de la vida.

Las observaciones del telescopio mostraron que las moléculas portadoras de fósforo se crean a medida que se forman estrellas masivas. Los flujos de gas que emanan de las estrellas masivas jóvenes abren cavidades en las nubes interestelares. En las paredes de esas cavidades, se forman moléculas que contienen fósforo a través de la acción combinada de choques y radiación de la estrella que está naciendo. También se ha demostrado que el monóxido de fósforo es la molécula portadora de fósforo más abundante en las paredes de la cavidad.

Fósforo en el cometa 67P

Tras buscar esta molécula en las regiones de formación estelar el equipo europeo pasó a un objeto del sistema solar: el ahora famoso cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. La idea era seguir el rastro de estos compuestos portadores de fósforo.

Cuando se forma una estrella (en concreto una poco masiva, como el Sol), el monóxido de fósforo puede congelarse y quedar atrapado en los granos de polvo helados que permanecen alrededor. Incluso antes de que la estrella esté completamente formada, esos granos de polvo se unen para formar guijarros, rocas y, en última instancia, cometas, que se convierten en transportadores de monóxido de fósforo.

Esta primera detección de monóxido de fósforo en un cometa ayuda a establecer una conexión con su viaje desde las regiones de formación estelar donde se crea

El instrumento ROSINA (por sus siglas en inglés: espectrómetro orbital de Rosetta para el análisis iónico y neutral) recopiló datos de 67P durante dos años mientras la sonda Rosetta orbitaba el cometa. Anteriormente, equipos de astrónomos ya habían encontrado indicios de fósforo en los datos de este instrumento, pero no sabían qué molécula lo había llevado hasta allí.

Kathrin Altwegg, investigadora principal de Rosina y una de las autoras del nuevo estudio, ofreció una pista sobre cuál podría ser esa molécula después de ser abordada en una conferencia por una astrónoma que estudiaba regiones de formación de estrellas con ALMA: “Ella dijo que el monóxido de fósforo sería un candidato muy probable, así que volví a nuestros datos y ¡allí estaba!”.

Esta primera detección de monóxido de fósforo en un cometa ayuda a los astrónomos a establecer una conexión entre las regiones de formación de estrellas, donde se crea la molécula, hasta la Tierra.

“La combinación de los datos de ALMA y ROSINA ha revelado una especie de hilo químico durante todo el proceso de formación estelar en el que el monóxido de fósforo desempeña el papel principal”, afirma Rivilla, investigador del Observatorio Astrofísico Arcetri del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia (INAF).

“El fósforo es esencial para la vida tal y como la conocemos –añade Altwegg–. Dado que es muy probable que los cometas proporcionaran grandes cantidades de compuestos orgánicos a la Tierra, el monóxido de fósforo detectado en el cometa 67P puede fortalecer el vínculo entre los cometas y la vida en la Tierra”.

Leonardo Testi, astrónomo de ESO y responsable de operaciones de ALMA en Europa, destaca que la colaboración del Observatorio Europeo Austral y la ESA permite descubrimientos transformadores como este, y concluye: “Entender nuestros orígenes cósmicos, incluyendo lo comunes que sean las condiciones químicas favorables para el surgimiento de la vida, es un tema importante de la astrofísica moderna».