Rilevato ghiaccio d’acqua semi-pesante attorno a una giovane stella simile al Sole

Un’equipe guidata da astronomi dell’Università di Leiden nei Paesi Bassi e del National Radio Astronomy Observatory in Virginia (USA) ha, per la prima volta, rilevato ghiaccio d’acqua semi-pesante attorno a una giovane stella simile al sole.  I risultati rafforzano la tesi che parte dell’acqua nel nostro sistema solare si è formata prima del nostro Sole e dei pianeti.

Un’equipe guidata da astronomi dell’Università di Leiden nei Paesi Bassi e del National Radio Astronomy Observatory in Virginia (USA) ha, per la prima volta, rilevato ghiaccio d’acqua semi-pesante attorno a una giovane stella simile al sole.

I risultati rafforzano la tesi che parte dell’acqua nel nostro sistema solare si è formata prima del nostro Sole e dei pianeti.

I ricercatori hanno utilizzato il telescopio spaziale James Webb e hanno pubblicato i loro risultati su The Astrophysical Journal Letters.

Un modo in cui gli astronomi tracciano l’origine dell’acqua è attraverso la misurazione del suo rapporto di deuterazione.

Questa è la frazione di acqua che contiene un atomo di deuterio invece di uno degli idrogeni.

Quindi invece di H₂O, è l’HDO, che è anche chiamata acqua semi-pesante.

Un’alta frazione di acqua semi-pesante è un segno che l’acqua si è formata in un luogo molto freddo, come le primitive nubi scure di polvere, ghiaccio e gas da cui nascono le stelle.

Nei nostri oceani, nelle comete e sulle lune ghiacciate, una su un paio di migliaia di molecole d’acqua è costituita da acqua semi-pesante.

Questo è circa dieci volte superiore al previsto in base alla composizione del nostro sole.

Pertanto, gli astronomi ipotizzano che parte dell’acqua nel nostro sistema solare abbia avuto origine come ghiaccio in nuvole scure, centinaia di migliaia di anni prima della nascita del nostro sole.

Per confermare questa ipotesi, devono misurare il rapporto di deuterazione del ghiaccio d’acqua in tali regioni di formazione stellare.

Un team internazionale di astronomi ha ora rilevato un rapporto così elevato di ghiaccio d’acqua semi-pesante in un involucro protostellare. Questa è la nube di materiale che circonda una stella nei suoi stadi embrionali.

Gli astronomi hanno utilizzato il telescopio spaziale James Webb. Prima del suo lancio, il rapporto di deuterazione dell’acqua nelle regioni di formazione stellare poteva essere misurato in modo affidabile solo in fase gassosa, dove può essere alterato chimicamente.

“Ora, con la sensibilità senza precedenti di Webb, osserviamo una firma di ghiaccio d’acqua semi-pesante meravigliosamente chiara verso una protostella”, afferma Katie Slavicinska, dottoranda dell’Università di Leiden (Paesi Bassi) che ha guidato lo studio.

La protostella in questione è L1527 IRS, situata nella costellazione del Toro a circa 460 anni luce dalla Terra. “In molti modi, è simile a quello che pensiamo fosse il nostro Sole quando ha iniziato a formarsi”, dice John Tobin, del National Radio Astronomy Observatory in Virginia (USA) che guida uno dei programmi Webb responsabili delle osservazioni.

Il rapporto di deuterazione dell’acqua L1527 è molto simile al rapporto di alcune comete e al disco protoplanetario di una giovane stella più evoluta, il che suggerisce simili origini chimiche fredde e antiche dell’acqua trovata in tutti questi oggetti.

“Questa scoperta si aggiunge alla crescente evidenza che la maggior parte del ghiaccio d’acqua compie il suo viaggio in gran parte invariato dalle prime alle ultime fasi della formazione stellare”, afferma la coautrice Ewine van Dishoeck, professoressa di astronomia all’Università di Leiden che ha trascorso gran parte della sua carriera a tracciare il viaggio dell’acqua attraverso lo spazio.

Tuttavia, il rapporto di deuterazione del ghiaccio d’acqua misurato in L1527 IRS è leggermente superiore ai rapporti misurati in alcune comete del nostro sistema solare e al rapporto dell’acqua sulla Terra.

Una varietà di fattori potrebbe causare tale differenza. Ad esempio, parte dell’acqua su quelle comete e sulla Terra potrebbe essere stata alterata chimicamente nel disco.

Oppure la nube scura che ha formato il nostro Sole potrebbe differire dalla nube scura dove si è formato L1527 IRS.

Sono previste ulteriori osservazioni di ghiaccio d’acqua semi-pesante per indagare le possibili ragioni di queste differenze. Slavicinska e il co-autore Tom Megeath, professore di astronomia all’Università di Toledo (USA), guidano diversi programmi Webb che estenderanno la ricerca del ghiaccio HDO a 30 nuove protostelle e nubi scure primitive.

Nel frattempo, Tobin conduce osservazioni complementari con l’Atacamun Large Millimeter/submillimeter Array che cercherà il gas HDO in diversi degli stessi bersagli.

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