Seppellita da cumuli di gas e polvere se ne stava, una pletora di molecole organiche che il telescopio James Webb ha rinvenuto nel nucleo di Iras 07251-0248, galassia che riluce nell’infrarosso come poche altre. Benzene, metano, acetilene, di- e triacetilene e, per la prima volta fuori dalla nostra galassia, il metile. Piccole molecole organiche, beccate allo stato gassoso, a cui si aggiunge una serie di sostanze solide, come grani di polvere carbonacea e ghiaccio d’acqua. È la prima volta che siffatta ricchezza di molecole viene rivelata nel nucleo oscurato di una galassia. Impenetrabile agli occhi di molti strumenti. Ma non a quelli di Webb.
«Abbiamo scoperto una complessità chimica inaspettata, con abbondanze molto più elevate di quanto previsto dagli attuali modelli teorici», spiega Ismael García-Bernete, ex-Università di Oxford e ora al Centro de Astrobiología di Villanueva de la Cañada, in Spagna. García-Bernete è il primo autore dello studio che racconta la scoperta, uscito la scorsa settimana su Nature Astronomy. «Questo indica che in questi nuclei galattici deve esserci una fonte continua di carbonio che alimenta la ricca rete chimica».
La galassia ultraluminosa nell’infrarosso Iras 07251-0248 vista da NirCam, camera a bordo del James Webb Space Telescope. Nella regione centrale, oscurata da gas e polveri, è stata rinvenuta una pletora di molecole organiche. Crediti: Mikulski archive, Nasa
Iras 07251-024 è situata a 1,3 miliardi di anni luce dal nostro pianeta – vicina, tutto sommato – e ospita un buco nero supermassiccio che sta ingurgitando materia. La poderosa emissione nell’infrarosso è dovuta alla combinazione di una traboccante attività di formazione stellare nella regione centrale e al buco nero attivo, entrambi oscurati. La pletora di righe è stata rivelata con gli strumenti NirSpec e Miri di Webb, sensibili rispettivamente al vicino e al medio infrarosso.
Le molecole scoperte dal gruppo di ricercatori potrebbero avere un ruolo cruciale come mattoni primari della chimica organica, alla base dei processi che regolano la vita. «Sebbene le piccole molecole organiche non siano presenti nelle cellule viventi, potrebbero svolgere un ruolo fondamentale nella chimica prebiotica, rappresentando un passo importante verso la formazione di amminoacidi e nucleotidi», dice Dimitra Rigopoulou, coautrice del lavoro.
Gli scienziati hanno analizzato le righe con alcuni modelli teorici sviluppati dall’Università di Oxford, modelli che considerano l’emissione degli idrocarburi policiclici aromatici (“Ipa”, in italiano, o “Pah”, in inglese), piuttosto comuni nell’universo. Sembrerebbe che i raggi cosmici – particelle ad alta energia che possono essere prodotte da diversi fenomeni celesti – abbiano un ruolo cruciale nel frammentare le Pah nelle piccole molecole e grani di polvere visti dagli strumenti di Webb. L’alta temperatura e la turbolenza nel gas non sarebbero infatti sufficienti per spiegare la varietà e l’abbondanza delle molecole osservate. C’è dunque bisogno dei raggi cosmici come ingrediente ulteriore. Raggi cosmici che sono particolarmente copiosi in nuclei galattici attivi come quello di Iras 07251-0248.
Le molecole organiche rinvenute nella galassia Iras 07251–0248. Si notano il benzene (C₆H₆), il metano (CH₄), l’acetilene (C₂H₂), il diacetilene (C₄H₂), il triacetilene (C₆H₂) e il radicale metile (CH₃). Lo spettro nel medio infrarosso qui mostrato è stato realizzato con Miri. Crediti: García-Bernete et al., Nature Astronomy
A supporto di questo scenario, i ricercatori hanno trovato una correlazione fra l’abbondanza di idrocarburi e l’intensità della ionizzazione ad opera dei raggi cosmici in una serie di galassie simili. I nuclei galattici particolarmente oscurati potrebbero dunque costituire delle vere e proprie fabbriche di molecole organiche e giocherebbero un ruolo importante nell’evoluzione chimica delle galassie.
Lo studio di García-Bernete e colleghi apre nuovi scenari sulla formazione delle molecole organiche in ambienti estremi e dimostra come il telescopio Webb sia decisivo per indagare i cuori polverosi delle galassie.
Per saperne di più:
- Leggi su Nature Astronomy l’articolo “Abundant hydrocarbons in a buried galactic nucleus with signs of carbonaceous grain and polycyclic aromatic hydrocarbon processing” di Ismael García-Bernete, Miguel Pereira-Santaella, Eduardo González-Alfonso, Marcelino Agúndez, Dimitra Rigopoulou, Fergus R. Donnan, Giovanna Speranza e Niranjan Thatte