Un gruppo internazionale di astronomi, avvalendosi del telescopio spaziale James Webb gestito da NASA/ESA/CSA, ha fatto luce su una serie di molecole nelle protostelle, stadi precoci della formazione stellare dove i pianeti non si sono ancora formati. Queste molecole vanno da quelle semplici come il metano a quelle più complesse come l’acido acetico e l’etanolo, costituendo elementi chiave per lo sviluppo di pianeti potenzialmente abitabili.
Gli scienziati avevano previsto decenni fa l’esistenza di molecole organiche complesse (COM) nelle fasi solide delle protostelle. Programmi precedenti, inclusi gli studi di Early Release Science Ice Age di Webb, avevano già osservato vari tipi di ghiacci nelle parti più oscure e fredde di una nube molecolare. Oggi, la straordinaria risoluzione spettrale e sensibilità dello strumento Mid-InfraRed (MIRI) di Webb, nell’ambito del programma JOYS+ (James Webb Observations of Young ProtoStars), ha permesso di identificare e confermare la presenza di COM nei ghiacci interstellari, tra cui acetaldeide, etanolo, formiato di metile e, probabilmente, acido acetico.
Will Rocha dell’Università di Leiden, nei Paesi Bassi, capo del team di ricerca, ha sottolineato l’importanza di questa scoperta per l’astrochimica, ponendo fine al dibattito sull’origine dei COM nello spazio e suggerendo che queste molecole si formano attraverso reazioni chimiche in fase solida sulla superficie dei grani di polvere fredda.
La sublimazione dei ghiacci interstellari e la comprensione dell’astrochimica
Precedenti osservazioni avevano rilevato i COM nella fase calda del gas, suggerendo che questi derivino dalla sublimazione dei ghiacci, un processo in cui passano direttamente da solido a gas senza diventare liquido. Questo fenomeno apre nuove strade per comprendere l’origine di molecole ancora più grandi nello spazio.
Harold Linnartz, a lungo alla guida del Laboratory for Astrophysics di Leiden e coordinatore delle misurazioni dati di questo studio, insieme a Ewine van Dishoeck, uno dei coordinatori di JOYS+, hanno evidenziato l’importanza del contributo dei lavori di laboratorio in questa ricerca, segnando un punto di svolta per la comprensione della chimica prebiotica nello spazio.
Il trasporto di COM attraverso le varie fasi dell’evoluzione delle protostelle verso i pianeti in formazione è un altro aspetto di grande interesse. Questi composti, intrappolati nei ghiacci, potrebbero essere ereditati da comete e asteroidi, contribuendo potenzialmente alla comparsa della vita sui nuovi pianeti.
Il team ha inoltre identificato molecole più semplici, come il metano, l’acido formico, l’anidride solforosa e la formaldeide, quest’ultima particolarmente rilevante per lo studio delle riserve di zolfo nelle protostelle e per le sue implicazioni prebiotiche sulla Terra primitiva. L’analisi di una protostella di bassa massa, IRAS 2A, suggerisce che le molecole rilevate potrebbero avere paralleli con le prime fasi del nostro Sistema Solare, offrendo spunti su come queste specie chimiche siano arrivate sulla Terra primitiva.
Ewine van Dishoeck ha espresso entusiasmo per le future indagini astrochimiche con i dati di Webb, mentre Pooneh Nazari dell’Osservatorio di Leiden ha sottolineato la capacità di Webb di esplorare la chimica del ghiaccio a livelli ancora più profondi, inclusi i cianuri, componenti fondamentali della chimica prebiotica.