Scoperto un elemento chiave per la vita in un disco di formazione planetaria

Gli astronomi del CfA hanno contribuito a scoprire rari tipi di metanolo, un elemento costitutivo necessario per la formazione della vita come la conosciamo.

Gli astronomi hanno trovato una rara forma di metanolo, un tipo di alcol, in un disco di formazione planetaria, fornendo un passo fondamentale nella comprensione di come possa formarsi la vita oltre la Terra.

Questo risultato rivela dettagli vitali sulla composizione chimica del ghiaccio nei dischi che formano i pianeti e quali molecole organiche sono disponibili per le comete da consegnare ai pianeti, incluso il nostro Sistema Solare.

Mentre gli astronomi hanno trovato prove di altre molecole più complesse nei dischi di formazione planetaria attorno ad altre stelle, quest’ultima scoperta è la prima volta che sono stati rilevati rari isotopi di metanolo.

Gli isotopi sono versioni diverse di un elemento chimico o di un composto che hanno lo stesso numero di protoni ma un numero diverso di neutroni.

“Trovare questi isotopi del metanolo fornisce una visione essenziale della storia degli ingredienti necessari per costruire la vita qui sulla Terra”, ha detto Alice Booth del Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) che ha condotto lo studio.

Booth e colleghi hanno scoperto questi isotopi di metanolo intorno a HD 100453, una stella con circa 1,6 volte la massa del Sole situata a circa 330 anni luce dalla Terra.

Hanno utilizzato i dati dell’Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA), un array radio internazionale nel deserto di Atacama in Cile supportato dalla National Science Foundation negli Stati Uniti.

Gli scienziati, come questo team di ricerca e molti altri, guardano ai dischi di formazione dei pianeti attorno alle stelle come laboratori perché rivelano la quantità di molecole organiche complesse che sono presenti quando i pianeti e le comete si assemblano.

“Scoprire che il metanolo fa sicuramente parte di questo cocktail stellare è davvero un motivo di celebrazione”, ha detto la coautrice Lisa Wölfer del Massachusetts Institute of Technology.

“Direi che l’annata di oltre un milione di anni, che è l’era della 100453 HD, è piuttosto buona”.

Cosa ha reso possibile questa scoperta? Poiché HD 100453 ha una massa maggiore di quella del Sole, ha un disco più caldo che forma pianeti intorno a sé.

Questo fa sì che le molecole nel disco, incluso il metanolo, esistano come gas a distanze maggiori dalla stella, permettendo ad ALMA di rilevarlo.

Al contrario, le stelle meno massicce come il Sole hanno dischi più freddi, quindi il metanolo sarebbe bloccato nel ghiaccio e ALMA non può rilevarlo.

Il rapporto tra metanolo e altre molecole organiche semplici osservate nelle 100453 HD è circa lo stesso che nelle comete del nostro Sistema Solare.

Questo rafforza il potenziale per conoscere la storia del nostro pianeta studiando questi mondi primordiali più distanti.

Più specificamente, questo lavoro suggerisce che i ghiacci all’interno dei dischi di formazione planetaria, che fungono da materiale che alla fine si aggregherà per formare le comete, sono ricchi di molecole organiche complesse.

“Questa ricerca supporta l’idea che le comete possano aver svolto un ruolo importante nel fornire materiale organico importante alla Terra miliardi di anni fa”, ha detto il co-autore Milou Temmink dell’Osservatorio di Leiden nei Paesi Bassi.

“Potrebbero essere la ragione per cui la vita, noi compresi, è stata in grado di formarsi qui”.

Il metanolo era stato precedentemente rilevato in diversi dischi di formazione stellare, ma rilevare gli isotopi del metanolo – che sono da 10 a 100 volte meno abbondanti – è un passo importante perché conferma che i dischi sono probabilmente ricchi di molecole organiche non ancora rilevate nei 100453 HD, inclusi amminoacidi semplici e zuccheri come la glicina e la glicolaldeide.

Alti livelli di metanolo nel disco probabilmente provengono dal bordo interno di un anello di polvere a circa 1,5 miliardi di miglia dalla stella, equivalente a 16 volte la distanza tra il Sole e la Terra.

L’articolo che descrive questi risultati è disponibile online e appare su The Astrophysical Journal.

Immagine: CfA/M. Weiss

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