12 Giu 2020 Gli Ingredienti della Vita nelle Nursery Stellari
Secondo gli astronomi dell’University of Arizona/Steward Observatory, le molecole organiche complesse alla base della vita sono molto più diffuse del previsto e si trovano già all’interno delle fredde nubi di gas e polveri da cui nascono nuove stelle e pianeti. Lo studio rivela che la chimica organica di base è presente nel materiale interstellare grezzo, ancor prima della formazione delle stelle.
Sembra che tali molecole si formino molto presto, centinaia di migliaia di anni prima che inizino a formarsi le stelle. Lo studio, pubblicato su The Astrophysical Journal, sfida le teorie attuali che richiedono un ambiente riscaldato da protostelle perchè le molecole organiche si rendano osservabili. In effetti, per la prima volta gli scienziati hanno individuato la presenza di due molecole organiche complesse, metanolo e acetaldeide, in un numero considerevole di siti di formazione stellare. Osservazioni precedenti, invece, si erano concentrate su singoli oggetti stellari.
I nuclei pre-stellari vengono così chiamati in quanto non contengono stelle, ma rappresentano regioni dello spazio in cui i densi gas e le fredde polveri interstellari possono collassare in “semi” da cui nasceranno stelle e pianeti. I ricercatori hanno utilizzato il telescopio da 12 metri dell’Arizona Radio Observatory a Kitt Peak per penetrare attraverso le fitte nubi che avvolgono 31 nuclei pre-stellari, diffusi in una regione di formazione stellare chiamata Nube Molecolare del Toro, a 440 anni luce dalla Terra. Ogni nucleo si estende per un’area che potrebbe contenere fino a un migliaio di Sistemi Solari, uno attaccato all’altro. “I nuclei privi di stelle che abbiamo osservato si trovato a varie centinaia di migliaia di anni luce di distanza da zone in cui iniziano a formarsi protostelle o pianeti”, afferma Yancy Shirley, tra gli autori dello studio. “È chiaro pertanto che la chimica organica di base necessaria per la vita è presente nel gas grezzo, prima della formazione di stelle e pianeti”.
Anche se gli scienziati sanno da lungo tempo dell’esistenza di molecole prebiotiche nello spazio, finora si è rivelato piuttosto complesso dedurre in modo conclusivo dove e come si formino, nonché come vadano a finire sulle superfici di eventuali pianeti. “Grazie a questo studio possiamo vincolare meglio i meccanismi di formazione che potrebbero essere in atto, informando i teorici dell’abbondanza di queste molecole nello spazio”, spiega Samantha Scibelli, a guida dello studio. I nuclei pre-stellari rappresentano una sorta di finestre osservative verso le fasi evolutive precoci di futuri sistemi stellari dotati di pianeti, e forse di forme di vita.
Le due molecole organiche sono state individuate durante una campagna osservativa che ha richiesto quasi 500 ore di tempo di osservazione. Il metanolo è stato scoperto in tutti e 31 i nuclei, il 70 percento dei quali contenevano anche acetaldeide. I risultati suggeriscono che i composti organivi siano molto più diffusi del previsto nelle regioni di formazione stellare in via di sviluppo. Mentre le attuali teorie suggeriscono che la radiazione emessa da stelle neonate sia necessaria per la formazione di molecole organiche complesse, lo studio dimostra che devono essere all’opera altri processi, dal momento che tali molecole si formano in regioni ricche di gas freddo e polveri, anche in assenza di stelle già formate. “All’interno dei nuclei, a cui si può pensare come luoghi di nascita di stelle di piccola massa, simili al nostro Sole, le condizioni sono tali da rendere difficoltosa la formazione di queste molecole”, spiega Scibelli. “Effettuando osservazioni come queste, possiamo capire meglio come vengano a crearsi i precursori della vita, come migrino e entrino a far parte di sistemi stellari in fasi più tardive della formazione stellare”.
Rispetto ad altri oggetti del cosmo, come le galassie, i nuclei pre-stellari si formano su tempi scala molto ridotti, nel giro di un milione di anni. Il gas e le polveri presenti nelle vaste nubi molecolari, a causa di processi come la turbolenza e la forza gravitazionale, collassano a formare filamenti, in cui poi si formano nuclei più densi. La Nube Molecolare del Toro è particolarmente adatta per studiare questi complessi meccanismi, dal momento che fornisce una visione dei diversi stadi evolutivi dei nuclei. “Non tutti i nuclei possono formare stelle. Pensiamo che molti di essi siano in una fase precoce, ed è per questo che non osserviamo stelle in formazione”, spiega Scibelli. Questo tipo di studi possono fornire indizi importanti sulla storia del nostro Sistema solare. “Il nostro sistema è nato in una nube come questa, ma oggi non possiamo più osservarla”, conclude Scibelli.
L’immagine dell telescopio APEX (Atacama Pathfinder Experiment) mostra un filamento sinuoso di polvere cosmica nella Nube Molecolare del Toro, in cui stanno venendo alla luce nuove stelle. Le osservazioni nel millimetrico di APEX rivelano il bagliore dei grani di polvere, sono mostrate in tonalità arancio e sono sovrapposte a un’immagine della regione in luce visibile, che mostra il fondo ricco di stelle.
Credit:ESO/APEX (MPIfR/ESO/OSO)/A. Hacar et al./Digitized Sky Survey 2
https://uanews.arizona.edu/story/ingredients-life-appear-stellar-nurseries-long-stars-are-born
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