I mattoni della vita scoperti in un disco protoplanetario

Scoperte molecole organiche complesse, i mattoni della vita, in un disco protoplanetario che circonda una giovane stella.

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Rappresentazione artistica del disco protoplanetario che circonda la giovane stella MWC 480. ALMA ha rivelato la molecola complessa del cianuro di metile nelle zone più esterne del disco, nella regione da cui si pensa che provengano le comete. Questa è un'altra indicazione che la chimica organica complessa, e di conseguenza le condizioni che potrebbero permettere la vita, sia universale. | B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

Attualmente sono state individuate nello spazio circa 190 diverse molecole organiche, ma se ne scoprono continuamente di nuove e sempre più complesse. Molte di esse sono molecole ben conosciute e stabili, come l'acqua e l'ammoniaca, altre sono molecole refrattarie come il monossido di silicio, ma circa la metà sono specie altamente reattive, alcune delle quali osservate nello spazio prima ancora che in laboratorio.

 

Sono per lo più localizzate in nubi dense di dimensioni e massa variabili e, soprattutto, nelle nubi molecolari giganti. La scoperta che la chimica organica è presente anche su scala galattica rafforza l'ipotesi che forme di vita basate sul carbonio siano diffuse nell'Universo, ma la relazione che intercorre tra le molecole interstellari e l'origine della vita rimane estremamente incerta, a causa dei violenti e complessi eventi che accompagnano la formazione dei pianeti.

 

Recentemente, all'interno di una nube di gas interstellari è stata individuata per la prima volta una molecola organica con una struttura ramificata. Questa scoperta è particolarmente importante perché la rilevazione di questa molecola ci dice che nel mezzo interstellare potrebbero esserci amminoacidi – i “mattoni” della vita.

 

Un precursore della vita. Adesso, un team internazionale di astronomi ha scoperto per la prima volta la presenza di molecole organiche complesse in un disco protoplanetario che circonda una giovanissima stella, denominata con la sigla MWC 480, la cui età è di circa un milione di anni, ha una massa pari a circa il doppio quella del Sole e si trova da noi ad una distanza di circa 455 anni luce in direzione della costellazione del Toro. La scoperta, effettuata con ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), un complesso di 66 antenne paraboliche sulle Ande cilene (guarda), riconferma che le condizioni in cui hanno avuto origine il Sole e la Terra non sono uniche nell'Universo.

 

I nuovi dati ottenuti con ALMA rivelano che il disco protoplanetario che circonda MWC 480, che si trova nei primissimi stadi di sviluppo - essendosi recentemente formato dalla coalescenza di una nebulosa fredda e oscura di polveri e gas - contiene grandi quantità di cianuro di metile (CH3CN, detto anche etanonitrile), una molecola complessa a base di carbonio, la cui abbondanza è tale da poter riempire tutti gli oceani della Terra.

 

Sia questa molecola che la sua cugina più semplice, l’acido cianidrico (HCN, noto anche come acido prussico), sono state osservate nelle zone esterne e gelide del disco circumstellare appena formato, nella regione che si ritiene sia analoga alla Fascia di Kuiper, l’enorme disco di corpi ghiacciati che orbita attorno al Sole al di là di Nettuno e da cui provengono buona parte delle comete. Questi oggetti mantengono l'impronta incontaminata della chimica primitiva del Sistema Solare e mostrano che la nebulosa che ha dato origine al Sole e ai pianeti era ricca di acqua e di composti organici complessi. Si pensa che le comete e gli asteroidi provenienti dalle zone esterne del nostro sistema planetario abbiano portato sulla giovane Terra acqua e molecole organiche, aiutando a porre le basi per lo sviluppo della vita primordiale.

 

Una chimica universale. Adesso abbiamo dei chiari indizi che questa stessa chimica sia presente in altri luoghi nell'Universo, in regioni che potrebbero formare sistemi planetari simili al nostro. Ciò è particolarmente interessante perché le molecole osservate in MWC 480 si trovano in concentrazioni simili nelle comete del Sistema Solare.

 

È noto da tempo che le nubi interstellari fredde e oscure sono fabbriche efficienti di molecole organiche complesse - tra cui un gruppo di molecole note come cianuri. I cianuri, e specialmente il cianuro di metile, sono importanti perché contengono legami carbonio-azoto che sono essenziali per la formazione degli aminoacidi, i fondamenti delle proteine e i mattoni della vita. Fino ad ora non era chiaro, comunque, se queste molecole organiche complesse si formassero comunemente e sopravvivessero nell'ambiente energetico di un nuovo sistema planetario in formazione, dove gli urti e le intense radiazioni emesse dalla giovane stella possono rompere facilmente i legami chimici.

 

Una fucina di molecole organiche. Sfruttando la straordinaria sensibilità di ALMA con le ultime osservazioni è stato possibile stabilire che queste molecole non solo sopravvivono, ma prosperano. Ancora più importante è il fatto che le molecole viste da ALMA sono molto più abbondanti di quanto non lo siano nelle nubi interstellari. Ciò indica che i dischi protoplanetari sono molto efficienti nel dare origine a molecole organiche complesse e che inoltre sono in grado di formarle su tempi scala relativamente brevi.

 

Dallo studio degli esopianeti è ormai chiaro che il Sistema Solare non è unico né per numero di pianeti né per l'abbondanza di acqua, ma ora sappiamo che non siamo unici nemmeno per quanto riguarda la chimica organica. Ancora una volta, abbiamo imparato di non essere speciali e che molto probabilmente il “fenomeno vita” è molto più comune nell’Universo di quanto ancora pensiamo.

 

10 aprile 2015 | Mario Di Martino