Una mappatura delle molecole organiche presenti in cinque dischi protoplanetari

Distribuzione di diverse molecole mappate nei dischi protoplanetari attorno alle stelle AS 209 e HD 163296
Una serie di articoli pubblicati sulla rivista “Astrophysical Journal Supplement Series” riporta la rilevazioni di molecole organiche potenzialmente importanti per la nascita di forme di vita in alcuni dischi protoplanetari. Un team di ricercatori ha usato il radiotelescopio ALMA all’interno del programma MAPS. ALMA ha permesso di rilevare le emissioni di molecole come cianoacetilene, acetonitrile e ciclopropenilidene nei dischi delle giovani stelle IM Lupi, GM Aurigae, AS 209, HD 163296 e MWC 480. Questi composti organici sono precursori di molecole più complesse importanti in processi biologici e alcuni sono simili a quelli che si sono formati nel sistema solare.

Strumenti di grande potenza e sensibilità come il radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), inaugurato nel marzo 2013, stanno permettendo di esaminare i vari processi in atto in sistemi stellari in fase di formazione attorno a giovani stelle. Molecole organiche di vario tipo sono state scoperte in vari casi e composti semplici come acido cianidrico, la formaldeide e tanti altri sono risultati comuni. Il programma MAPS (Molecules with ALMA at Planet-forming Scales) ha lo scopo di mappare quelle molecole in cinque dischi protoplanetari distanti tra 300 e 500 anni luce dalla Terra per capire quali siano presenti nei diversi sistemi e la loro distribuzione.

I risultati sono vari nel senso che in diversi dischi protoplanetari sono state trovate diverse molecole con diverse distribuzioni. L’immagine in alto (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Cataldi et al./Aikawa et al.) mostra un esempio di questa distribuzione con diverse molecole mappate nei dischi protoplanetari attorno alle stelle AS 209 e HD 163296. L’immagine in basso (M.Weiss/Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian) mostra un’illustrazione artistica di un pianeta in formazione in un disco protoplanetario con molecole al suo interno rilevate dal programma MAPS.

All’interno di ognuno dei dischi protoplanetari esaminati, i vari composti chimici sono distribuiti in modo non uniforme. Ciò significa che ognuno dei pianeti che si stanno formando o che si formeranno in futuro verrà “seminato” con diversi composti. Si tratta di un altro fattore da tenere presente nelle valutazioni del potenziale di abitabilità di un pianeta.

La scoperta di molecole organiche di una certa complessità come cianoacetilene, acetonitrile e ciclopropenilidene è interessante perché si tratta di precursori di molecole più complesse. Sono importanti nella formazione di composti cruciali per le forme di vita terrestri come amminoacidi, zuccheri e perfino dei componenti dell’RNA.

Il programma MAPS ha offerto risultati impensabili nei decenni scorsi ma la ricerca è tutt’altro che terminata. La complessità chimica presente nei dischi protoplanetari è stata una sorpresa per i ricercatori e costituisce uno stimolo per ulteriori studi mirati. Altri dischi protoplanetari sono conosciuti oltre a quelli esaminati perciò questo tipo di studio può essere espanso. Ciò aiuterà a capire meglio i processi chimici che avvengono durante la formazione di un sistema planetario e quali condizioni possono creare un potenziale per la formazione della vita.

Illustrazione artistica di un pianeta in formazione in un disco protoplanetario con molecole al suo interno rilevate dal programma MAPS

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