Comunicato Stampa

ALMA trova uno degli ingredienti della vita intorno a stelle neonate, simili al Sole

08 Giugno 2017

ALMA ha osservato stelle simili al Sole in una fase molto precoce della loro formazione e ha trovato tracce di isocianato di metile - uno dei mattoni chimici della vita. Questa è la prima rilevazione in assoluto di questa molecola pre-biotica nella direzione di protostelle di tipo solare, lo stesso ambiente in cui è nato il nostro Sistema Solare. La scoperta potrebbe aiutare gli astronomi a capire come si è formata la vita sulla Terra.

Due equipe di astronomi hanno diretto la potenza di ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) in Cile verso la detezione della molecola pre-biotica complessa nota come isocianato di metile [1] nel sistema stellare multiplo IRAS 16293-2422. A capo di uno dei due gruppi erano Rafael Martín-Doménech del Centro de Astrobiología di Madrid, Spagna, e Víctor M. Rivilla, dell'INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri di Firenze, Italia; a capo del secondo invece Niels Ligterink del Leiden Observatory nei Paesi Bassi e Audrey Coutens dell'University College London, Regno Unito.

"Questo sistema stellare è sempre generoso! Dopo la scoperta di alcuni zuccheri abbiamo trovato l'isocianato di metile, Questa famiglia di molecole organiche è coinvolta nella sintesi dei peptidi e degli aminoacidi che, sotto forma di proteine, sono la base biologica della vita come la conosciamo", spiegano Niels Ligterink e Audrey Coutens [2].

ALMA ha consentito a entrambe le equipe di osservare la molecola a lunghezze d'onda diverse, e caratteristiche, nello spettro radio [3]. Si sono trovate le sue impronte chimiche uniche, come le impronte digitali, nelle regioni interne, più calde e dense, del bozzolo di polvere e gas che circonda le giovani stelle nelle prime fasi evolutive. Ciascuno dei due gruppi ha identificato e isolato le impronte della molecola organica complessa nota come isocianato di metile [4]. Successivamente hanno prodotto dei modelli numerici e eseguito esperimenti di laboratorio per rafffinare la nostra comprensione dell'origine di questa molecola [5].

IRAS 16293-2422 è un sistema multiplo di stelle molto giovani, a circa 400 anni luce da noi nella grande zona di formazione stellare nota come Rho Ophiuchi, nella costellazione dell'Ofiuco. I nuovi risultati di ALMA mostrano che l'isocianato di metile in forma gassosa circonda tutte le giovani stelle.

La Terra e gli altri pianeti del Sistema Solare si sono formati a partire dal materiale rimasto dopo la formazione del Sole. Studiando le protostelle di tipo solare possiamo aprire una nuova finestra verso il passato perchè gli astronomi possano osservare condizioni simili a quelle che hanno portato alla formazione del Sistema Solare circa 4,5 miliardi di anni fa.

Rafael Martín-Doménech e Víctor M. Rivilla, primi autori di uno dei due articoli, hanno commentato: "Siamo particolarmente entusiasti di questo risultato perchè le protostelle sono molto simili a com'era il Sole all'inizio della propria vita, con le condizioni ideali perchè si formino pianeti della dimensione della Terra. Trovare molecole pre-biotiche nello studio potrebbe fornirci un pezzo del grande rompicapo che è capire come la vita si è formata sul nostro pianeta".

Niels Ligterin commenta con soddisfazione i risultati degli esperimenti di supporto svolti in laboratorio: "Oltre a individuare le moloecole vogliamo anche capire come si sono formate. I nostri esperimenti di laboratorio mostrano che l'isocianato di metile può essere prodotto su particelle ghiacciate in condizioni molto fredde, simili a quelle dello spazio interstellare. Ciò implica che la molecola - e perciò anche la base per i legami peptidici - è probabilmente presente vicino alla maggior parte delle nuove stelle di tipo solare".

Note

[1] Una molecola organica complessa in astrochimica ha almeno sei atomi, di cui almeno uno è di carbonio. L'isocianato di metile contiene atomi di carbonio (C) idrogeno (H) azoto (N) e ossigeno (O) nella configurazione chimica CH3NCO. È una sostanza tossica, la causa principale di morte in seguito al tragico incidente di Bhopal nel 1984.

[2] Il sistema è stato studiato in precedenza da ALMA, nel 2012: sono state trovate delle molecole di uno zucchero semplice, la glicolaldeide, un altro ingrendiente della vita.

[3] L'equipe guidata da Rafael Martín-Doménech ha usato dati della protestella, sia nuovi che di archivio, ottenuti in un vasto intervallo di lunghezze d'onda nelle Bande 3, 4 e 6 di ALMA. Niels Ligterink e colleghi hanno usato i dati della survey PILS (Protostellar Interferometric Line Survey) di ALMA, il cui scopo è di mappare la complessità chimica di IRAS 16293-2422 con immagini dell'intera Banda 7 di ALMA a scale molto piccole, equivalenti alle dimensioni del Sistema Solare.

[4] Entrambi i gruppi hanno analizzato gli spettri della luce della protostella per determinarne la composizione chimica. La quantità di isocianato di metile trovato - cioè l'abbondanza - rispetto all'idrogeno molecolare e altri traccianti è confrontabile a rilevazioni precedenti intorno a due protostelle di alta massa (all'interno del nucleo molecolare caldo e massiccio delle nebulose Orione KL e Sagittario B2 Nord).

[5] L'equipe di Martín-Doménech ha modellato chimicamente la formazione di isocianato di metile attraverso l'interazione tra gas e grani di polvere. La quantità di molecola osservata potrebbe essere spiegata dalla chimica che avviene sulla superficie dei grani nello spazio, seguita da reazioni chimiche nella fase gassosa. Inoltre, l'equipe di Ligterink ha dimostrato che la molecola si può formare a temperature molto basse, come quelle interstellari, fino a 15 Kelvin (-258 centigradi), usando esperimenti criogenici a vuoto spinto nel loro laboratorio di Leida.

Ulteriori Informazioni

Questo lavoro è stato presetnato in due diversi articoli: “First Detection of Methyl Isocyanate (CH3NCO) in a solar-type Protostar” di R. Martín-Doménech et al. e “The ALMA-PILS survey: Detection of CH3NCO toward the low-mass protostar IRAS 16293-2422 and laboratory constraints on its formation”, di N. F. W. Ligterink et al.. Entrambi gli articoli saranno pubblicati nello stesso numero della rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Un'equipe è composta da: R. Martín-Doménech (Centro de Astrobiología, Spagna), V. M. Rivilla (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italia), I. Jiménez-Serra (Queen Mary University of London, Regno Unito), D. Quénard (Queen Mary University of London, Regno Unito), L. Testi (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italia; ESO, Garching, Germania; Excellence Cluster “Universe”, Germania) e J. Martín-Pintado (Centro de Astrobiología, Spagna).

L'altra invece da: N. F. W. Ligterink (Sackler Laboratory for Astrophysics, Leiden Observatory, Paesi Bassi), A. Coutens (University College London, Regno Unito), V. Kofman (Sackler Laboratory for Astrophysics, Paesi Bassi), H. S. P. Müller (Universität zu Köln, Germania), R. T. Garrod (University of Virginia, USA), H. Calcutt (Niels Bohr Institute & Natural History Museum, Danimarca), S. F. Wampfler (Center for Space and Habitability, Svizzera), J. K. Jørgensen (Niels Bohr Institute & Natural History Museum, Danimarca), H. Linnartz (Sackler Laboratory for Astrophysics, Paesi Bassi) e E. F. van Dishoeck (Leiden Observatory, Paesi Bassi; Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Germania).

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 16 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera, oltre al paese che ospita l'ESO, il Cile. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner principale di ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. E sul Cerro Armazones, vicino al Paranal, l'ESO sta costruendo l'Extremely Large Telescope o ELT (significa Telescopio Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

Links

• Articolo scientifico: Martín-Doménech et al. 2017
• Articolo scientifico: Ligterink et al. 2017
• Fotografie di ALMA

Contatti

Rafael Martín-Doménech
Centro de Astrobiología
Madrid, Spain
E-mail: rmartin@cab.inta-csic.es

Victor Rivilla
INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri
Italy
E-mail: rivilla@arcetri.astro.it

Audrey Coutens
Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux
France
E-mail: audrey.coutens@u-bordeaux.fr

Niels Ligterink
Sackler Laboratory for Astrophysics, Leiden Observatory
Netherlands
Tel.: +31 (0) 71 527 5844
E-mail: ligterink@strw.leidenuniv.nl

Richard Hook
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