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Nuove molecole individuate nello spazio tra le stelle

Il team di ricerca del MIT, concentrando la propria ricerca nella Taurus Molecular Cloud (TMC-1), si è imbattuto in un insieme di molecole mai osservate prima d’ora nello spazio: gli idrocarburi policiclici aromatici.

Categorie Chimica · Spazio

Nella polvere dalla quale hanno vita le stelle, gli scienziati del MIT hanno scoperto la presenza di un insieme di nuove molecole mai osservate prima nello spazio. La scoperta di questi composti noti come idrocarburi policiclici aromatici – conosciuti anche con l’acronimo IPA – ha avuto luogo in una nube stellare alquanto densa. Quanto rivelato potrebbe dare finalmente una risposta al mistero inerente la provenienza di tali molecole.

La provenienza delle nuove molecole

Generalmente la formazione degli idrocarburi, dalle dichiarazioni rilasciate da Brett McGuire – astrochimico del MIT, avviene nelle atmosfere delle stelle morenti. “In questo studio, le nuove molecole sono state trovate in nuvole scure e fredde dove le stelle non hanno ancora iniziato a formarsi”. Gli idrocarburi policiclici aromatici non hanno molta difficoltà nell’essere individuati.

Sulla Terra essi sono presenti in maniera abbondante in materiali di uso comune. Si possono trovare nel petrolio greggio – formato da organismi che, ormai morti, sono compressi e surriscaldati come zooplancton e alghe – e nel carbone, costituito da piante morte anch’esse compresse e surriscaldate. Così come i materiali nei quali gli IPA sono trovati, anche la loro origine può non essere di tipo biologico. Per quel che si conosce, gran parte degli idrocarburi policiclici aromatici ha origine abiotica. Prima di tale studio, le analisi hanno supposto che circa il 15% dell’intero quantitativo di carbonio, presente tra le stelle di galassie come quella in cui viviamo, sia legato agli IPA e che la maggior parte di questo fluttua nello spazio interstellare.

Taurus Molecular Cloud (TMC-1)

Tutto ciò che la nuova ricerca aveva a disposizione era una semplice firma in blocco che identificava la presenza di queste nuove molecole nello spazio, ma non dava informazioni su quali fossero le singole molecole che potevano essere trovate in quella nube stellare. “Ora, per la prima volta, abbiamo una finestra diretta nella loro chimica che ci permetterà di studiare in dettaglio come questo enorme serbatoio di carbonio reagisce ed evolve attraverso il processo di formazione di stelle e pianeti”, ha detto McGuire.

Il nucleo della ricerca è stata la Taurus Molecular Cloud (TMC-1), una nube molecolare fredda e densa situata nella regione del cielo del Toro, a circa 460 anni luce di distanza dalla Terra. Questa regione del Braccio di Orione è composta da nebulose oscure le quali, per l’appunto, oscurano la luce delle stelle della nostra Galassia. La ricerca degli IPA incentrata proprio sulla nube del Toro è una parte del progetto GOTHAM – Green Bank Telescope (GBT) Observations of TMC-1: Hunting Aromatic Molecules.

Il superamento dei modelli di previsione

Dall’osservazione della TMC-1 ci si aspettava la presenza di alcuni IPA, tuttavia, quanto effettivamente individuato superava i modelli di previsione, soprattutto in termini di quantitativi. In particolare il team descrive dettagliatamente il rilevamento di 1 e 2-cianonaftalene, questo dall’ultima ricerca, e di HC4NC, benzonitrile, propargyl cyanide, HC11N , cianociclopentadiene, 2-cianociclopentadiene, trans-cianovinilacetilene e vinilcianoacetilene da altre osservazioni svolte negli ultimi mesi sempre da McGuire e dai suoi colleghi.

Idrocarburi policiclici aromatici
Struttura Ball & Stick con allo sfondo un’illustrazione artistica della Nube del Tore (da destra a sinistra) di 1-cianonaftalene, 1-ciano-ciclopentadiene, cianopentaacetilene, 2-cianonaftalene, vinilcianoacetilene, 2-ciano-ciclopentadiene, il benzonitrile, trans -(E)-cianovinilacetilene, isocianodiacetilene e propargilcianide. Credits: M. Weiss / Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian.

“Ci siamo imbattuti in un insieme completamente nuovo di molecole diverso da qualsiasi cosa siamo stati in grado di rilevare in precedenza, e questo cambierà completamente la nostra comprensione di come queste molecole interagiscono tra loro. “, ha detto McGuire. “Quando queste molecole diventano abbastanza grandi da essere i semi della polvere interstellare, hanno la possibilità di influenzare la composizione di asteroidi, comete e pianeti, le superfici su cui si formano i ghiacci e forse a loro volta anche le posizioni in cui i pianeti forma all’interno dei sistemi stellari. “

Le ipotesi sulla presenza di 1 e 2-cianonaftalene nello spazio

I modelli del team di ricerca, però, non sono stati in grado di spiegare a cosa sia dovuta una così tanta abbondanza di 1 e 2-cianonaftalene nella Nube del Toro (TMC-1). Le possibilità potrebbero essere duplici: o la loro formazione è avvenuta direttamente suppone l luogo dove sono stati individuati, o sono stati trasportati oppure si tratta di una combinazione. Ora che però si sa della presenza di questi composti nello spazio interstellare, è solo questione di tempo il capire da dove provengono.

La ricerca sottolinea anche come la chimica delle nuvole molecolari potrebbe essere più ricca e complessa di quanto immaginato e offre un ulteriore strumento per comprendere l’universo. “La cosa sorprendente di queste osservazioni, di questa scoperta e di queste molecole, è che nessuno aveva guardato, o guardato abbastanza attentamente”, ha detto l’astrochimico Michael McCarthy dell’Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics. “Viene da chiedersi cos’altro c’è là fuori che non abbiamo cercato.”