La più grande molecola mai trovata nel disco che forma il pianeta: Sky & Telescope

Questa immagine presenta un’impressione artistica del disco di formazione del pianeta attorno alla stella Oph IRS 48. La parte meridionale del disco contiene una trappola per la polvere a forma di anacardio, in cui grani di polvere di dimensioni millimetriche si uniscono in oggetti più grandi come comete, asteroidi e potenzialmente pianeti. Il primo riquadro mostra dati reali: emissione dalla complessa molecola organica dimetiletere rilevata dall’array ALMA in Cile. L’emissione corrisponde chiaramente al separatore di polvere. Un modello della molecola è mostrato anche in questo composito.
ESO / L. Calçada / ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / A. Pohl / van der Marel et al. Brunken et al.

Gli astronomi hanno rilevato per la prima volta le molecole intorno e tra le stelle negli anni ’30. Ora il conteggio delle molecole interstellari – i semi chimici della vita – è ben oltre 200 e le scoperte recenti sono di crescente complessità. Ma non è chiaro se e come le molecole complesse migrino dallo spazio tra le stelle nei dischi che formano i pianeti e, infine, sui pianeti stessi.

La parte difficile è che gli astronomi rilevano queste molecole sotto forma di gas, poiché assorbono la luce. Ciò rende difficili i rilevamenti nei dischi che formano i pianeti, dove la maggior parte delle molecole esiste sotto forma di ghiaccio che si deposita sui granelli di polvere. Ma un nuovo studio, pubblicato in Astronomia e astrofisicaha fatto proprio questo.

Nashanty Brunken (Osservatorio di Leiden, Paesi Bassi) e colleghi segnalano il primo rilevamento di etere dimetilico (CH3OCH3) in un disco protoplanetario, una delle molecole più complesse finora trovate in un ambiente di formazione di pianeti. Riportano anche un tentativo di rilevamento del formiato di metile (CH3OCHO).

Molecole nel disco protoplanetario attorno a Oph IRS 48
Queste immagini dell’Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) mostrano dove sono state trovate varie molecole di gas nel disco attorno a Oph IRS 48. Alcuni gas molecolari, come il monossido di carbonio (CO; viola), si trovano in tutto il disco, ma più molecole complesse, come la formaldeide (H2CO; arancione), metanolo (CH3OH; verde) e dimetiletere (CH3OCH3; blu), si trovano solo in una regione corrispondente al separatore di polvere del sistema.
ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Pohl, van der Marel et al. Brunken et al.

“È davvero emozionante rilevare finalmente queste molecole più grandi nei dischi”, afferma il membro del team Alice Booth (anch’essa al Leiden Observatory). “Per un po’ abbiamo pensato che non fosse possibile osservarli”.

Il rilevamento è stato possibile perché gli astronomi hanno preso di mira Oph IRS 48, a 440 anni luce di distanza nella costellazione dell’Ofiuco. Il disco protoplanetario di questa stella è famoso nei circoli astronomici per la sua trappola per la polvere: osservazioni precedenti hanno mostrato che mentre il gas occupa l’intero disco, la polvere si concentra in una distinta forma a mezzaluna. Si pensa che tali trappole di polvere ospitino le fasi iniziali della formazione del pianeta, poiché promuovono l’aggrovigliamento dei granelli di polvere.

I ricercatori pensano che, quando la luce delle stelle brilla sul bordo interno di questa trappola per la polvere, “libera” le molecole in una fase gassosa. Il team di Brunken potrebbe quindi rilevare le molecole utilizzando l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Cile. Il fatto che molecole come l’etere dimetilico esistano all’interno del disco suggerisce che anche altre molecole organiche complesse potrebbero risiedere lì.

Dalle molecole organiche alla vita

L’etere dimetilico, usato sulla Terra come refrigerante e potenziale fonte di carburante, non suona male biologico, vero? Allo stesso modo, il formato metilico viene occasionalmente impiegato come insetticida, tra gli altri usi. Tuttavia, nelle terre selvagge dello spazio queste molecole contenenti carbonio e idrogeno sono precursori di queste molecole molecole prebiotichegli zuccheri, gli amminoacidi e altre molecole molto più complessi che costituiscono i mattoni della vita.

Gli astronomi avevano già rilevato l’etere dimetilico nello spazio interstellare. Ma il fatto che il team l’abbia trovato nel disco dell’Oph IRS 48 – e con la stessa abbondanza che nello spazio interstellare – supporta l’idea che complesse molecole organiche create in vaste e fredde nubi di polvere e gas siano alla fine trascinate nella formazione di sistemi planetari.

Karin Öberg (Harvard), che non è stata coinvolta nello studio, afferma: “Penso che lo scenario che presentano sia il più plausibile”.

Posizione di Oph IRS 48 sul cielo
Trova la stella usando questo grafico che mostra la posizione di Oph IRS 48 (cerchio rosso) nella costellazione di Ofiuco, il portatore di serpenti. La maggior parte delle stelle che possono essere viste in un cielo scuro ad occhio nudo sono contrassegnate.
ESO/IAU e Sky & Telescope

Con ulteriori osservazioni, gli astronomi saranno infine in grado di seguire l’intero viaggio delle molecole, dalla loro formazione ai dischi di formazione dei pianeti e ai corpi planetari, facendo luce sulla chimica che ha portato alla vita nel sistema solare.

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