LO STUDIO SU NATURE DA DATI ALMA

I mattoni della vita nel disco protoplanetario

Per la prima volta gli astronomi hanno scoperto la presenza di molecole organiche complesse, i mattoni della vita, in un disco protoplanetario che circonda una giovane stella. La scoperta, realizzata con ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), riconferma che le condizioni in cui hanno avuto origine la Terra e il Sole non sono uniche nell'Universo. I risultati vengono pubblicati nel numero del 9 aprile 2015 della rivista Nature

Artist impression of the protoplanetary disc surrounding the youMolecole organiche complesse, i cosidetti mattoni della vita, in un disco protoplanetario. La scoperta, la prima del suo genere, grazie alle nuove osservazioni con ALMA che hanno rivelato come il disco protoplanetario che circonda la giovane stella MWC 480 contenga grandi quantità di cianuro di metile (CH3CN, detto anche etanonitrile), una molecola complessa a base di carbonio. Intorno a MWC 480 si trova abbastanza cianuro di metile da riempire tutti gli oceani della Terra.

Sia questa molecola che la sua cugina più semplice, l’acido cianidrico (HCN, noto anche come acido prussico) sono stati trovati nelle zone esterne e gelide del disco appena formato, nella regione che gli astronomi ritengono analoga alla fascia di Kuiper – il regno dei planetesimi ghiacciati e delle comete nel nostro Sistema Solare, oltre Nettuno.

Le comete mantengono l’impronta incontaminata della chimica primitiva del Sistema Solare del periodo della formazione planetaria. Si pensa che comete e asteroidi dalle zone esterne del Sistema Solare abbiano portato sulla giovane Terra acqua e molecole organiche, aiutando a porre le basi per lo sviluppo della vita primordiale.

«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», osserva Karin Öberg, astronoma all’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics a Cambridge, Massachussetts, USA, prima autrice dell’articolo.

«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». Ciò è particolarmente interessante, secondo Öberg, perchè le molecole trovate in MWC 480 si trovano in concentrazioni simili nelle comete del Sistema Solare.

La stella MWC 480, di massa pari a circa il doppio di quella del Sole, si trova a 455 anni luce da noi, nella regione di formazione stellare del Toro. Il disco che la circonda è nei primissimi stadi di sviluppo – essendosi recentemente formato dalla coalescenza di una nebulosa fredda e oscura di polvere e gas. Studi con ALMA e altri telescopi devono ancora scoprire segni evidenti della formazione di pianeti al suo interno, mentre osservazioni a più alta risoluzione potrebbero svelare strutture simili a HL Tauri, di età simile.

Gli astronomi sanno da tempo che le nubi interstellari fredde e oscure sono fabbriche efficienti di molecole organiche complesse – tra cui un gruppo di molecole note come cianuri. I cianuri, e specialmente il cianuro di metile, sono importanti perchè contengono legami carbonio-azoto, essenziali per la formazione degli aminoacidi, i fondamenti delle proteine e i mattoni della vita.

Fino ad ora non era chiaro, comunque, se queste stesse molecole organiche complesse si formassero comunemente e sopravvivessero nell’ambiente energetico di un nuovo sistema planetario in formazione, dove gli urti e la radiazione possono rompere facilmente i legami chimici.

Sfruttando la sensibilità di ALMA gli astronomi hanno potuto vedere che queste molecole non solo sopravvivono, ma prosperano.

Ancora più importante da sottolineare è che le molecole viste da ALMA sono molto più abbondandi di quanto si trovi nelle nubi interstellari. Ciò indica che i dischi protoplanetari sono molto efficienti nel formare molecole organiche complesse e che sono in grado di formarle su tempi scala relativalmente brevi.

Il comunicato ESO