Un gruppo internazionale di astronomi, utilizzando il Telescopio Spaziale James Webb della NASA/ESA/CSA, ha fatto una scoperta rivoluzionaria: una varietà di molecole, da quelle relativamente semplici come il metano a composti complessi come l’acido acetico e l’etanolo, in protostelle in fase iniziale dove i pianeti non si sono ancora formati. Questi sono ingredienti chiave per la creazione di mondi potenzialmente abitabili.
La presenza di molecole organiche complesse (COMs) nella fase solida nelle protostelle era stata prevista decenni fa attraverso esperimenti di laboratorio, e rilevamenti tentativi di queste molecole erano stati effettuati da altri telescopi spaziali. Ciò include il programma Ice Age di Webb, che ha scoperto diversi ghiacci nelle regioni più oscure e fredde di una nube molecolare misurate fino ad oggi.
Ora, con la risoluzione spettrale e la sensibilità senza precedenti dello strumento Mid-InfraRed (MIRI) di Webb, come parte del programma JOYS+ (James Webb Observations of Young ProtoStars), queste COMs sono state identificate individualmente e confermate essere presenti nei ghiacci interstellari. Ciò include il rilevamento robusto di acetaldeide, etanolo (ciò che comunemente chiamiamo alcol), formiato di metile e probabilmente acido acetico (l’acido nell’aceto), nella fase solida.
Poiché diverse COMs, incluse quelle rilevate nella fase solida in questa ricerca, erano state precedentemente rilevate nella fase gassosa calda, si ritiene ora che esse abbiano origine dalla sublimazione dei ghiacci. La sublimazione è il passaggio diretto da solido a gas senza diventare liquido. Pertanto, il rilevamento delle COMs nei ghiacci rende gli astronomi speranzosi di sviluppare una comprensione migliore delle origini di altre molecole ancora più grandi nello spazio.
Il team scientifico ha anche rilevato molecole più semplici, tra cui metano, acido formico (che rende dolorosa la puntura delle formiche), biossido di zolfo e formaldeide. Il biossido di zolfo in particolare permette al team di indagare sul budget di zolfo disponibile nelle protostelle. Inoltre, è di interesse prebiotico perché ricerche esistenti suggeriscono che i composti contenenti zolfo hanno svolto un ruolo importante nel guidare le reazioni metaboliche sulla Terra primitiva. Sono stati rilevati anche ioni negativi; fanno parte dei sali che sono cruciali per sviluppare ulteriore complessità chimica a temperature più elevate. Ciò indica che i ghiacci potrebbero essere molto più complessi e richiedere ulteriori ricerche.
Di particolare interesse è che una delle fonti esaminate, IRAS 2A, è caratterizzata come una protostella di bassa massa. IRAS 2A potrebbe quindi avere somiglianze con le fasi primordiali del nostro Sistema Solare. Se questo fosse il caso, le specie chimiche identificate in questa protostella potrebbero essere state 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 i dischi di formazione dei pianeti mentre il sistema protostellare evolve”, ha detto van Dishoeck. “Non vediamo l’ora di seguire questo percorso astrochimico passo dopo passo con ulteriori dati di Webb nei prossimi anni.”
Altri recenti studi di Pooneh Nazari dell’Osservatorio di Leiden hanno anche aumentato le speranze degli astronomi di trovare maggiore complessità nei ghiacci, seguendo i rilevamenti tentativi di cianuro di metile e cianuro di etile dai dati NIRSpec di Webb. Nazari afferma: “È impressionante come Webb ci permetta ora di sondare ulteriormente la chimica dei ghiacci fino al livello dei cianuri, ingredienti importanti nella chimica prebiotica.”
