L’evoluzione della vita potrebbe avere le sue origini nello spazio

Gli astronomi hanno trovato segni di molecole organiche complesse – precursori di zuccheri e amminoacidi – in un disco di formazione planetaria.

Utilizzando ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), un’equipe di astronomi guidata da Abubakar Fadul del Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) ha scoperto molecole organiche complesse – tra cui il primo tentativo di rilevamento di glicole etilenico e glicolonitrile – nel disco protoplanetario della protostella V883 Orionis.

Questi composti sono considerati precursori degli elementi costitutivi della vita. Il confronto tra diversi ambienti cosmici rivela che l’abbondanza e la complessità di tali molecole aumentano dalle regioni di formazione stellare ai sistemi planetari completamente evoluti.

Ciò suggerisce che i semi della vita sono riuniti nello spazio e diffusi.

Gli astronomi hanno già scoperto molecole organiche complesse (COM) in varie località associate alla formazione di pianeti e stelle.

Le COM sono molecole con più di cinque atomi, di cui almeno uno è carbonio.

Molti di essi sono considerati elementi costitutivi della vita, come gli amminoacidi e gli acidi nucleici o i loro precursori.

La scoperta di 17 COM nel disco protoplanetario di V883 Orionis, tra cui glicole etilenico e glicolonitrile, fornisce un pezzo del puzzle a lungo cercato nell’evoluzione di tali molecole tra le fasi che precedono e seguono la formazione delle stelle e dei loro dischi di formazione planetaria.

Il glicolonitrile è un precursore degli aminoacidi glicina e alanina, nonché della base nucleotiforme adenina. I risultati sono stati pubblicati oggi sull’Astrophysical Journal Letters.

Inizia l’assemblaggio delle molecole prebiotiche nello spazio interstellare

La transizione da una protostella fredda a una giovane stella circondata da un disco di polvere e gas è accompagnata da una violenta fase di shock gassoso, intensa radiazione e rapida espulsione di gas.

Tali processi energetici potrebbero distruggere la maggior parte della chimica complessa assemblata durante le fasi precedenti.

Pertanto, gli scienziati avevano delineato un cosiddetto scenario di “reset”, in cui la maggior parte dei composti chimici necessari per evolvere in vita avrebbero dovuto essere riprodotti in dischi circumstellari mentre formavano comete, asteroidi e pianeti.

Di conseguenza, le condizioni che predefiniscono i processi biologici potrebbero essere diffuse piuttosto che essere limitate ai singoli sistemi planetari.

Gli astronomi hanno trovato le molecole organiche più semplici, come il metanolo, in regioni dense di polvere e gas che precedono la formazione delle stelle. In condizioni favorevoli, possono anche contenere composti complessi che comprendono il glicole etilenico, una delle specie ora scoperte in V883 Orionis.

“Di recente abbiamo scoperto che il glicole etilenico potrebbe formarsi per irradiazione UV di etanolammina, una molecola che è stata recentemente scoperta nello spazio”, aggiunge Tushar Suhasaria, co-autore e capo del laboratorio Origins of Life dell’MPIA.

“Questa scoperta supporta l’idea che il glicole etilenico potrebbe formarsi in quegli ambienti, ma anche nelle fasi successive dell’evoluzione molecolare, dove l’irradiazione UV è dominante”.

Agenti più evoluti cruciali per la biologia, come gli amminoacidi, gli zuccheri e le basi nucleotiche che compongono il DNA e l’RNA, sono presenti in asteroidi, meteoriti e comete all’interno del Sistema Solare.

Sepolto nel ghiaccio – riemerso dalle stelle

Le reazioni chimiche che sintetizzano questi COM avvengono in condizioni di freddo, preferibilmente su grani di polvere ghiacciata che in seguito coagulano per formare oggetti più grandi.

Nascosti in quelle miscele di roccia, polvere e ghiaccio, di solito rimangono inosservati. L’accesso a queste molecole è possibile solo scavando per trovarle con sonde spaziali o con il riscaldamento esterno, che fa evaporare il ghiaccio.

Nel Sistema Solare, il Sole riscalda le comete, dando luogo a impressionanti code di gas e polvere, o chiome, essenzialmente involucri gassosi che circondano i nuclei cometari.

In questo modo, la spettroscopia – la dissezione della luce simile a un arcobaleno – può raccogliere le emissioni delle molecole liberate. Queste impronte spettrali aiutano gli astronomi a identificare le molecole precedentemente sepolte nel ghiaccio.

Un processo di riscaldamento simile si sta verificando nel sistema V883 Orionis.

La stella centrale sta ancora crescendo accumulando gas dal disco circostante fino a quando non accende il fuoco di fusione nel suo nucleo.

Durante questi periodi di crescita, il gas in caduta si riscalda e produce intense esplosioni di radiazioni.

“Queste esplosioni sono abbastanza forti da riscaldare il disco circostante fino ad ambienti altrimenti ghiacciati, rilasciando le sostanze chimiche che abbiamo rilevato”, spiega Fadul.

“Molecole complesse, tra cui glicole etilenico e glicolonitrile, irradiano a radiofrequenze. ALMA è perfettamente adatto a rilevare questi segnali”, afferma Schwarz.

Gli astronomi dell’MPIA hanno ottenuto l’accesso a questo radiointerferometro attraverso l’Osservatorio Europeo Australe (ESO), che lo gestisce nel deserto cileno di Atacama a un’altitudine di 5.000 metri.

ALMA ha permesso agli astronomi di individuare il sistema V883 Orionis e di cercare deboli firme spettrali, che alla fine hanno portato alle rilevazioni.

Altre sfide in vista

“Anche se questo risultato è entusiasmante, non abbiamo ancora districato tutte le firme che abbiamo trovato nei nostri spettri”, afferma Schwarz. “I dati a risoluzione più elevata confermeranno i rilevamenti di glicole etilenico e glicolonitril e forse riveleranno anche sostanze chimiche più complesse che semplicemente non abbiamo ancora identificato”.

“Forse abbiamo anche bisogno di guardare ad altre regioni dello spettro elettromagnetico per trovare molecole ancora più evolute”, sottolinea Fadul. “Chissà cos’altro potremmo scoprire?”

Immagine: ESO/L. Calçada/T. Müller (MPIA/HdA) (CC BY 4.0)

The post L’evoluzione della vita potrebbe avere le sue origini nello spazio appeared first on Cronache di Scienza.