Cosa hanno in comune i margarita, l’aceto e le punture di formica? Contengono ingredienti chimici che il telescopio spaziale James Webb della NASA ha identificato intorno a due giovani protostelle conosciute come IRAS 2A e IRAS 23385. Sebbene i pianeti non si stiano ancora formando intorno a quelle stelle, queste e altre molecole rilevate lì da Webb rappresentano ingredienti chiave per la creazione di mondi potenzialmente abitabili.
Un team internazionale di astronomi ha utilizzato lo strumento MIRI (Mid-Infrared Instrument) di Webb per identificare una varietà di composti ghiacciati costituiti da molecole organiche complesse come l’etanolo (alcol) e probabilmente l’acido acetico (un ingrediente dell’aceto). Questo lavoro si basa su precedenti rilevazioni di Webb di ghiacci diversi in una fredda e oscura nube molecolare.
Qual è l’origine delle molecole organiche complesse (COM)? Poiché diverse COM, comprese quelle rilevate nella fase solida in questa ricerca, sono state precedentemente rilevate nella fase gassosa calda, si ritiene ora che esse derivino dalla sublimazione dei ghiacci. La sublimazione è il passaggio diretto da solido a gas senza diventare liquido. Pertanto, il rilevamento delle COM nei ghiacci rende gli astronomi fiduciosi riguardo a una migliore comprensione delle origini di altre molecole ancora più grandi nello spazio.
Gli scienziati sono anche ansiosi di esplorare in che misura queste COM vengono trasportate sui pianeti in fasi molto più avanzate dell’evoluzione protostellare. Si ritiene che le COM nei ghiacci freddi siano più facili da trasportare dalle nubi molecolari ai dischi di formazione dei pianeti rispetto alle molecole gassose calde. Questi ghiacci COM possono quindi essere incorporati in comete e asteroidi, che a loro volta possono collidere con pianeti in formazione, fornendo gli ingredienti affinché la vita possa eventualmente prosperare.
Il team scientifico ha anche rilevato molecole più semplici, tra cui acido formico (che provoca la sensazione di bruciore di una puntura di formica), metano, formaldeide e anidride solforosa. La ricerca suggerisce che i composti contenenti zolfo come l’anidride solforosa hanno svolto un ruolo importante nel guidare le reazioni metaboliche sulla Terra primitiva.
Di particolare interesse è che una delle fonti esaminate, IRAS 2A, è caratterizzata come una protostella di bassa massa. IRAS 2A potrebbe quindi essere simile alle prime fasi del nostro sistema solare. Di conseguenza, le sostanze chimiche identificate intorno a questa protostella erano probabilmente presenti nelle prime fasi di sviluppo del nostro sistema solare e successivamente consegnate alla Terra primitiva.
“Tutte queste molecole possono diventare parte di comete e asteroidi e, infine, di nuovi sistemi planetari quando il materiale ghiacciato viene trasportato verso l’interno nel disco di formazione dei pianeti mentre il sistema protostellare evolve”, ha affermato Ewine van Dishoeck dell’Università di Leida, uno dei coordinatori del programma scientifico. “Non vediamo l’ora di seguire questo percorso astrochimico passo dopo passo con ulteriori dati di Webb nei prossimi anni”.
Queste osservazioni sono state effettuate per il programma JOYS+ (James Webb Observations of Young ProtoStars). Il team ha dedicato questi risultati al membro del team Harold Linnartz, scomparso improvvisamente nel dicembre 2023, poco dopo l’accettazione di questo articolo.
Questa ricerca è stata pubblicata il 13 marzo sulla rivista Astronomy & Astrophysics.
Il telescopio spaziale James Webb è l’osservatorio spaziale scientifico più avanzato al mondo. Webb sta risolvendo misteri nel nostro sistema solare, guardando oltre a mondi lontani intorno ad altre stelle e sondando le misteriose strutture e origini del nostro universo e del nostro posto in esso. Webb è un programma internazionale guidato dalla NASA con i suoi partner, l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e l’Agenzia Spaziale Canadese.
MIRI è stato sviluppato attraverso una partnership al 50-50 tra NASA e ESA. Il Jet Propulsion Laboratory della NASA ha guidato gli sforzi statunitensi per MIRI, e un consorzio multinazionale di istituti astronomici europei contribuisce per l’ESA. George Rieke dell’Università dell’Arizona è il responsabile scientifico di MIRI. Gillian Wright è il principale investigatore europeo di MIRI.
Lo sviluppo del crioraffreddatore MIRI è stato guidato e gestito dal JPL, in collaborazione con Northrop Grumman a Redondo Beach, California, e il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland.