Gli ingredienti per la vita appaiono nei vivai stellari molto prima delle stelle

Gli astronomi dell’Università Steward Observatory dell’Arizona ritengono che i mattoni della vita si possono formare all’interno delle fredde nuvole di gas e polveri, prima che queste diano vita ai sistemi planetari.
Questi mattoni fondamentali sono molecole organiche complesse che si riteneva comparissero dopo la formazione dei sistemi stellari, tuttavia i ricercatori hanno scoperto che la loro formazione avviene centinaia di migliaia di anni prima che le stelle inizino effettivamente a formarsi e a brillare.
Pubblicato su The Astrophysical Journal lo studio sfida le teorie correnti che richiedono un ambiente riscaldato dalle proto-stelle affinché le molecole organiche complesse si formino e diventino rilevabili.
I ricercatori, in particolare, hanno cercato le firme di due molecole organiche complesse, il metanolo e l’acetaldeide, in un numero importante di potenziali siti di formazione stellare. Questi siti chiamati nuclei pre-stellari, sebbene non contengano ancora stelle vere e proprie, segnano regioni nello spazio in cui polvere e gas si condensano nei semi che in seguito daranno origine a stelle e pianeti.
I ricercatori hanno scrutato le nubi di gas e polveri di 31 nuclei privi di stelle sparsi in una regione di formazione stellare nota come nuvola molecolare Taurus con il radiotelescopio parabolico di 12 metri dell’Arizona Radio Observatory su Kitt Peak, a sud-ovest di Tucson. La regione di formazione stellare Taurus si trova a circa 440 anni luce dalla Terra. Ognuno dei nuclei si estende per una distanza che coprirebbe fino a 1.000 sistemi solari allineati uno accanto all’altro.
Il coautore del documento Yancy Shirley, professore associato di astronomia, ha dichiarato: “Questi nuclei privi stelle che abbiamo osservato sono a diverse centinaia di migliaia di anni dalla formazione iniziale di una protostella o di qualsiasi pianeta. Questo ci dice che la chimica organica di base necessaria per la vita è presente nel gas grezzo prima della formazione di stelle e pianeti“.
L’autore principale dello studio è Samantha Scibelli, studentessa dottoranda nel gruppo di ricerca di Shirley.
La presenza nello spazio delle molecole “prebiotiche” è nota da tempo. Queste molecole forniscono i mattoni necessari alla costruzione della vita come la conosciamo, tuttavia è complicato capire come e dove questi mattoni essenziali si formano e quali meccanismi entrano in gioco per portarli sulla superficie di un pianeta.
L’autore principale del documento, Samantha Scibelli ha affermato: “Gli esatti processi in corso sono ancora oggetto di dibattito, perché i modelli teorici non corrispondono ancora esattamente a ciò che vediamo. Con questo articolo, possiamo limitare meglio i meccanismi di formazione che potrebbero aver luogo raccontando ai teorici quanto siano abbondanti queste molecole“.
La Scibelli ha aggiunto che i nuclei pre-stellari permettono l’osservazione dell’evoluzione di questi oggetti in sistemi solari con esopianeti potenzialmente in grado di ospitare la vita.
Prima di questo importante studio erano stati presi in considerazione solamente 10 oggetti pre-stellari per lo studio delle molecole organiche complesse. Osservazioni simili di solito si concentravano su una molecola, il metanolo, mentre il sondaggio descritto nel nuovo documento ha seguito nello specifico l’evoluzione del metanolo e dell’acetaldeide, un derivato alcolico ad esso associato. Per questa ricerca, il team ha cercato le firme rivelatrici delle due molecole durante una campagna di osservazione durata un totale di quasi 500 ore.
I ricercatori hanno scoperto che il metanolo è presente in tutti e 31 i nuclei pre-stellari e il 70% di essi contiene inoltre l’acetaldeide. La presenza di queste molecole è la prova di una loro diffusione nelle regioni di formazione stellare molto più alta di quanto ritenuto in precedenza.
Ha spiegato la Scibelli: “All’interno di questi nuclei, che noi consideriamo luoghi di nascita, bozzoli e vivai di stelle a bassa massa simili al nostro Sole, le condizioni sono tali che è difficile persino creare queste molecole. Effettuando analisi come questa, possiamo capire meglio come nascono i precursori della vita, come migrano ed entrano nei sistemi solari nelle fasi successive della formazione stellare“.
La Scibelli ha inoltre dichiarato che lo studio di queste regioni dello spazio non sarebbero state possibili senza utilizzare l’Arizona Radio Observatory che si trova a Kitt Peak. Poiché la polvere e i gas che avvolgono i nuclei pre-stellari rendono impossibile una loro osservazione nell’ottico, gli astronomi devono usare lunghezze d’onda molto più lunghe. Rispetto a molti altri obiettivi astronomici, i nuclei pre-stellari sono ambienti molto tranquilli ed estremamente freddi, quindi emettono segnali debolissimi.
“Poiché volevamo osservare questa grande dimensione del campione di nuclei e avere un quadro dettagliato di come le due molecole si evolvono insieme, abbiamo dovuto fissare questi nuclei per molto tempo“, ha spiegato la Scibelli.
Rispetto alle galassie, i nuclei pre-stellari si formano su scale temporali piuttosto brevi, in meno di un milione di anni. La formazione avviene mediante processi come la turbolenza e le forze gravitazionali, il gas e la polvere nella nuvola molecolare collassano per formare filamenti, ed è all’interno di quei filamenti che si formano i nuclei più densi. Scibelli ha affermato che la Taurus Molecular Cloud è particolarmente interessante perché fornisce uno sguardo ai diversi stadi evolutivi tra i vari core.
“Non tutti i nuclei possono formare stelle; c’è molta incertezza in gioco“, ha spiegato. “Pensiamo che molti dei core siano nelle prime fasi, motivo per cui non li vediamo formare stelle in questo momento“.
Ora il gruppo guidato da Samantha Scibelli mira a perfezionare i modelli delle prime fasi di evoluzione delle molecole prebiotiche concentrandosi sui singoli nuclei privi di stelle per raccogliere un inventario più completo di tutte le complesse molecole organiche presenti.
Oggetti come la Molecolar Taurus cloud offrono importanti indizi sulla storia del nostro sistema solare, ha affermato Scibelli che ha concluso spiegando: “Il nostro sistema solare è nato in una nuvola come questa, ma la nuvola oggi non esiste più. Guardare oggetti nello spazio è un po’ come guardare un album di foto con istantanee fatte di persone diverse in diverse fasi della vita, dalla loro infanzia fino alla vecchiaia, e nel nostro caso i nuclei senza stelle sono come ecografie stellari“.
Fonte: The Astrophysical Journal