20 Aprile 2015
14:15

Molecole organiche nei giovani Sistemi Stellari

Gli astronomi hanno individuato molecole organiche complesse, o mattoni della vita, nel disco protoplanetario che circonda una giovane Stella. La conferma che le condizioni che originarono Terra e Sole non sono uniche nell’universo.
A cura di Nadia Vitali
Immagine composta a partire da immagini della DSS 2 (Digitized Sky Survey 2) che mostra il cielo intorno alla giovane stella MWC 480 nella costellazione del Toro. (Crediti: ESO/Digitized Sky Survey 2)
Immagine composta a partire da immagini della DSS 2 (Digitized Sky Survey 2) che mostra il cielo intorno alla giovane stella MWC 480 nella costellazione del Toro. (Crediti: ESO/Digitized Sky Survey 2)

Nel deserto di Atacama, in Cile, a 5000 metri di altitudine trova posto ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), telescopio d’avanguardia progettato per studiare la luce proveniente da alcuni dei più freddi oggetti dell'Universo. Grazie ad ALMA, che è gestito dall'European Southern Observatory, assieme ai suoi partner internazionali, un gruppo di scienziati ha individuato molecole organiche in un Sistema Stellare neonato.

Molecole organiche complesse

Per la prima volta sono state rilevate grandi quantità di cianuro di metile nel disco proto planetario che circonda una stella chiamata MWC 480: si tratta di una stella giovane che ha soltanto un milione di anni (poca cosa paragonati ai 4 miliardi del nostro Sole). Il cianuro di metile, invece, è una molecola complessa a base di carbonio che, nei dintorni di MWC 480, è presente in quantità tali da riempire tutti gli Oceani della Terra. Sia questa molecola, sia la sua cugina più semplice acido cianidrico, sono state individuate nelle zone esterne e gelide del disco appena formato, una regione che gli astronomi ritengono sia analoga alla fascia di Kuiper, la zona oltre Nettuno dove si concentrano i planetesimi ghiacciati e le comete del nostro Sistema Solare.

L'acqua dalle comete

Ora, si pensa che tali comete mantengano l’impronta incontaminata della chimica primitiva del Sistema Solare, all’epoca del periodo di formazione planetaria. Questa è la ragione che spinge a ritenere comete e asteroidi delle zone esterne del Sistema come gli oggetti celesti che portarono sulla giovane Terra l’acqua e le molecole organiche, con le conseguenze per lo sviluppo della vita primordiale che ben conosciamo. Quindi le ultime osservazioni effettuate con ALMA sembrano indicare che situazioni simili vengono esperite anche da altre zone dell’Universo. Come spiega Karin Öberg, astronoma all'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics a Cambridge, Massachussetts, e prima autrice dell’articolo edito da Nature che ha reso noti i risultati del lavoro:

Studi di comete e asteroidi mostrano che la nebulosa che ha dato origine al Sole e ai pianeti era ricca di acqua e composti organici complessi. Abbiamo ora indizi ancora più chiari che questa stessa chimica sia presente in altri luoghi nell'Universo, in regioni che potrebbero formare sistemi planetari simili al nostro.

A rendere il tutto ancor più interessante, spiegano i ricercatori, c’è anche il fatto che le molecole trovate attorno a MWC 480 sarebbe presenti in concentrazioni simili a quelle delle comete del Sistema Solare.

Rappresentazione artistica del disco protoplanetario che circonda la giovane Stella MWC 480. Crediti: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)
Rappresentazione artistica del disco protoplanetario che circonda la giovane Stella MWC 480. Crediti: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

MWC 480

La stella in questione ha una massa pari a circa il doppio di quella solare e si trova 455 anni luce da noi, nella regione di formazione stellare del Toro. Il disco che la circonda si trova ad uno dei primissimi stadi di sviluppo, poiché si è formato solo di recente dalla coalescenza di una fredda ed oscura nebulosa di polveri e gas. Non è ancora chiaro se sono già evidenti i segnali di formazione planetaria all'interno di tale disco, ragion per cui saranno necessari ulteriori studi con le 66 antenne di ALMA ma anche con altri telescopi. Gli scienziati si interrogano sulla possibilità che anche HL Tauri, una giovane stella a circa 450 anni luce da noi, possa serbare strutture simili nel suo disco. Magari da svelare con osservazioni a più alta risoluzione.

Fabbriche di molecole organiche

Gli astronomi sanno da tempo che le nubi interstellari fredde e oscure sono fabbriche efficienti di molecole organiche complesse: tra queste rivestono importanza fondamentale i cianuri e specialmente il cianuro di metile, poiché contenenti legami carbonio-azoto, essenziali per la formazione degli aminoacidi, ossia i fondamenti delle proteine e, quindi, i mattoni della vita. Quello che ad oggi non era molto chiaro era se tali molecole organiche complesse si formassero comunemente o sopravvivessero all'ambiente decisamente “agitato” dal punto di vista energetico di un nuovo sistema planetario in formazione, con urti e radiazione in grado di rompere facilmente i legami chimici. ALMA ha consentito agli astronomi di vedere che tali molecole non solo sopravvivono ma addirittura prosperano e che, oltretutto, sono molto più abbondanti qui di quanto si riscontri nelle nubi interstellari. Questo indica che i dischi proto planetari danno origine alla formazione di molecole organiche complesse, oltretutto su tempi scala brevi; almeno relativamente.

«Non siamo speciali nell'Universo»

Intanto il sistema continua ad evolversi e gli astronomi immaginano quelle molecole organiche al sicuro, su comete o altri corpi ghiacciati, che saranno trasportate, forse, fino ad ambienti in grado di ospitare la vita.

Dallo studio degli esopianeti sappiamo che il Sistema Solare non è unico né per numero di pianeti né per l'abbondanza di acqua. Ora sappiamo che non siamo unici nemmeno per la chimica organica. Ancora una volta, abbiamo imparato di non essere speciali. Dal punto di vista della vita nell'Universo questa è una grande notizia. – Karin Öberg

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