Nella Nebulosa della Zampa di Gatto, a circa 5.500 anni luce da noi, una scoperta sorprendente ha sfidato le nostre conoscenze astronomiche. Un team di astrochimici del MIT ha rilevato una molecola gigante, il 2-metossietanolo, composta da ben 13 atomi. Questa scoperta non solo ridefinisce le possibilità della chimica cosmica, ma apre anche una nuova finestra sulle origini della vita nell’universo. Pubblicata sulle pagine di The Astrophysical Journal Letters, questa scoperta segnala il 2-metossietanolo come una delle molecole più grandi mai rilevate al di fuori del nostro sistema solare, composta da 13 atomi.
Contrariamente all’idea comune che lo spazio sia un vuoto infinito, esso è in realtà un laboratorio chimico cosmico, dove atomi si uniscono e si separano nel corso di milioni di anni, formando stelle e pianeti. Comprendere come si formano molecole organiche semplici come metano, etanolo e formaldeide è fondamentale per decifrare i meccanismi di nascita delle stelle e delle galassie e, potenzialmente, anche le origini della vita.
Il rilevamento di questi elementi fondamentali della vita non è semplice. Ogni molecola possiede un “codice a barre” energetico unico, ovvero un insieme di lunghezze d’onda specifiche che può assorbire. A livello quantistico, ciascuna lunghezza d’onda assorbita corrisponde a una transizione tra livelli energetici rotazionali differenti, e ogni molecola presenta un insieme definito di livelli energetici dove possono verificarsi queste transizioni.
Tecnologie avanzate e Intelligenza Artificiale nella ricerca astrochimica
Zachary Fried, primo autore dello studio e astrochimico al MIT, spiega come l’osservazione di queste transizioni rotazionali, mediante telescopi radio come l’ALMA in Cile, confermi che le leggi della meccanica quantistica valgono sia nello spazio che sulla Terra. Il gruppo di ricerca, guidato da Brett McGuire, ha sfruttato proprio queste tecnologie per identificare il 2-metossietanolo, notando che un atomo di idrogeno dell’etanolo è sostituito da un gruppo metossi più complesso (O–CH3). Questo livello di complessità è particolarmente raro fuori dal sistema solare.
Fried ha evidenziato che le molecole con più di 13 atomi sono estremamente rare e che la loro identificazione è complicata dalla debolezza dei picchi spettrali, distribuiti su numerosi stati di transizione. Tuttavia, la scoperta non è stata frutto del caso, ma del supporto dell’intelligenza artificiale. Precedentemente, il team aveva sviluppato un metodo basato sull’apprendimento automatico per modellare l’abbondanza di diverse specie molecolari nello spazio, predirendo quelle non ancora rilevate ma probabilmente abbondanti.
La ricerca ha condotto Fried a registrare un totale di 2.172 segnali energetici potenziali per la molecola in laboratorio. Successivamente, utilizzando i dati raccolti dall’ALMA dalla Nebulosa della Zampa di Gatto e da IRAS 16293, un sistema binario nel complesso di nubi di Rho Ophiuchi, il team ha analizzato i segnali alla ricerca della firma energetica del 2-metossietanolo.
Nonostante IRAS 16293 non abbia mostrato tracce corrispondenti, 25 segnali compatibili sono stati identificati nella Nebulosa della Zampa di Gatto, confermando la presenza di 2-metossietanolo in questa regione di formazione stellare. Questo risultato non solo arricchisce la nostra comprensione delle condizioni fisiche e chimiche delle sorgenti interstellari, ma apre anche nuove strade per la futura identificazione di molecole spaziali ancora non rilevate.