天文学：磷是如何从寒冷中渗出的？
当太阳系形成时，磷可能会凝结成小行星。然后小行星将向内行星移动，撞击它们并解除磷的位置。
根据一项新的研究，磷对生命至关重要，但有些罕见，在太阳系外部的小行星内凝聚，然后再向太阳移动，其中一些最终落在地球上。磷是构成人体的六种主要元素之一，是其他生物的必要组成部分。然而，与氢，氧，碳，氮和钙不同，磷是罕见的。在太阳系的其他部分，它甚至更加稀缺。
天体生物学家正在追踪磷，希望它能引导他们看到其他生命。许多陨石含有磷，了解磷如何通过太阳系分布，可以帮助科学家确定陨石的来源，具体取决于蕴含的磷的数量和类型。“磷是生物学中的关键元素之一，”南佛罗里达大学的天体生物学家和地球化学家Matthew Pasek说。
与生命必需的其他元素不同，磷主要以固体形式存在，而氢，氧和氮等物质通常被发现为气体。“[研究磷]使我们以实际坚硬的岩石样品为基础。与其他岩石样品不同，没有明显的气体形式，因此必须来自岩石来源，”Pasek说。“我们希望最终将其与生物学和生命联系起来。”
他最近在科学期刊Icarus上发表的论文研究了早期太阳系中气态（或“挥发性”）磷的分布，以及这对磷的当前分布意味着什么。
在边缘
磷被认为是在爆炸恒星或超新星的心脏中形成的。Pasek解释说，在我们早期的太阳系中，靠近太阳的一切都被蒸发了。然后，随着元素远离太阳，它们变得更冷，并开始凝结成固体。
该论文背后的问题是，“如果磷在这些高温下不会反应形成固体，那么它可能会在寒冷的地区形成不同类型的固体，”Pasek说。
气体膦（PH3）是低温下磷的主要挥发相。两个不同的小组已经提出磷化氢可以在太阳系外缘的冰化学中发挥积极作用。
Pasek的论文旨在确定磷与固体反应的速度 - “非常快”，Pasek打趣 - 然后需要多长时间冷却并被吸引回温暖的环境。最终，目标是确定磷的挥发性形式的分布，例如磷化氢，以及它们如何在整个太阳系中分布。
根据一个理论模型，结合了热力学，磷与金属反应的速率，以及气体扩散模型，Pasek的研究发现，大多数磷在太阳系中应该是固体形式，大约是土星。“在整个发展中的太阳系中，磷被耗尽为挥发性物质，即使在太阳星云较冷的地区，磷的挥发性形态也很少，”该报说。
陨石和磷
他说，磷还应该以一种叫做schreibersite的形式存在，这种矿物质含有镍，铁和磷。“我们一直在陨石中找到它，并且以更多的彗星形式发现它。它确实意味着我们收集的几乎所有陨石都含有少量的磷化物，这个区域必须形成这项研究暗示了磷的含量。生命来自固体形态，而不是来自冰的磷。“
亚利桑那州立大学的研究教授米哈伊尔·佐洛托夫（Mikhail Zolotov）专门研究其他星球上的挥发性元素，他指出，磷的丰度和种类都会影响生物活动。
从以前的陨石研究中可以清楚地看出，磷主要存在于矿物而不是气体中。“早期的热太阳能组合气体冷凝模型表明在陨石中形成了含磷矿物，”Zolotov说。
虽然他说Pasek的论文是“体面的工作”，但有争议的是，气体向太阳的运动（未在论文中建模）可能比气体远离太阳的扩散更快。“可用的陨石数据并不表示远离太阳的磷耗尽...... [这个假设]仍有待外太阳系材料（如彗星）的数据证实，”他说。
对于Pasek来说，本研究的下一步是在实验室中试验磷化氢，并将其转化为更实用的领域。“我们将采取金属碎片并将其暴露在含磷气体中，看看制造这些岩石需要多长时间，”他说。然后他会将这些数据反馈给他的模型。
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