Un’importante scoperta sulla formazione di molecole complesse su Titano, la grande luna di Saturno

Saturno e Titano con l'atmosfera della luna nel riquadro (Immagine NASA Jet Propulsion Laboratory, Space Science Institute, Caltech)
Saturno e Titano con l’atmosfera della luna nel riquadro (Immagine NASA Jet Propulsion Laboratory, Space Science Institute, Caltech)

Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Astronomy” descrive un possibile modo per le molecole conosciute come idrocarburi policiclici aromatici (IPA) di formarsi alle bassissime temperature esistenti su Titano, la grande luna di Saturno. Un team di ricercatori ha condotto esperimenti e simulazioni per capire come potessero formarsi certe molecole complesse negli strati della foschia nell’atmosfera di Titano quando in teoria richiedevano temperature molto superiori. Il risultato è la scoperta che la presenza di due gas può produrre quel tipo di molecole anche a bassissime temperature.

L’atmosfera di Titano è densa e piena di composti chimici tra cui idrocarburi, tanto che esiste un ciclo del metano analogo al ciclo dell’acqua sulla Terra. In parole povere, ci sono mari, laghi e fiumi di metano che in parte evapora, forma nubi nell’atmosfera e si condensa in pioggia. La presenza di altri composti forma una miscela ricca che però finora non era stata completamente spiegata perché non c’erano reazioni chimiche conosciute che potessero creare alcune molecole complesse alle temperature tipiche di Titano, che sulla superficie sono attorno ai -180° C.

Il benzene è un composto che fa parte del gruppo degli IPA rilevato su Titano che secondo gli scienziati è uno dei mattoni che compongono idrocarburi più complessi esistenti nell’atmosfera di quella luna. Per risolvere il mistero gli autori di questa ricerca hanno compiuto esperimenti al Berkeley Lab del Dipartimento dell’Energia americano. Hanno mescolato due gas che probabilmente esistono nell’atmosfera di Titano, anch’essi parte del gruppo degli IPA: il radicale naftilico e un idrocarburo chiamato vinilacetilene. Essi hanno reagito producendo IPA più complessi alle temperature tipiche di Titano.

Un problema nello studio di IPA come quelli studiati al Berkeley Lab è che hanno proprietà che li rende molto difficili da identificare nello spazio profondo. Finora nessun IPA è stato rilevato nello spazio interstellare, vuol dire che non ce ne sono o che è troppo difficile identificarli anche per i nostri strumenti più sofisticati? Se questi composti possono reagire chimicamente anche a temperature molto basse è possibile che nello spazio siano più abbondanti di quanto si pensasse.

Questo tipo di ricerca sarà utile anche per capire come avvengono certe reazioni chimiche in diverse condizioni, ad esempio in un’atmosfera come quella di Titano e in una come quella della Terra. Ciò è importante in particolare per quanto riguarda composti organici complessi che possono portare alla formazione dei mattoni della vita.

Titan e la struttura molecolare del radicale naftilico e del vinilacetilene (Immagine NASA Jet Propulsion Laboratory, Caltech, Space Science Institute, John Hopkins University Applied Physics Laboratory, University of Arizona)
Titan e la struttura molecolare del radicale naftilico e del vinilacetilene (Immagine NASA Jet Propulsion Laboratory, Caltech, Space Science Institute, John Hopkins University Applied Physics Laboratory, University of Arizona)

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