Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal” riporta uno studio dei composti chimici nell’atmosfera di Titano, la grande luna di Saturno. Takahiro Iino dell’Università di Tokyo, assieme a Hideo Sagawa della Kyoto Sangyo University e a Takashi Tsukagoshi dell’NRAO (National Astronomical Observatory of Japan) ha usato il radiotelescopio ALMA per rilevare le firme chimiche dei composti esistenti su Titano scoprendo quella dell’acetonitrile, compreso un raro isotopomero che contiene azoto-15.

Da molti anni astronomi e astrobiologi stanno studiando Titano dopo la scoperta che questa luna ha un’atmosfera e laghi di idrocarburi con un interesse crescente dopo la progressiva scoperta di reazioni chimiche complesse. Si tratta di un ambiente per certi versi molto diverso da quello terrestre e allo stesso tempo curiosamente simile che ha prodotto ricerche con ipotesi su possibili forme di vita basate su una biochimica davvero esotica. Non c’è alcuna conferma a tali ipotesi ma le prove indicano l’esistenza di un ambiente prebiotico.

Il radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), inaugurato nel marzo 2013, ha la potenza e la sensibilità necessarie a rilevare le firme di composti chimici nell’atmosfera di Titano e per questo motivo è stato già utilizzato più volte per studi di questo genere con risultati interessanti. Un articolo pubblicato nel luglio 2017 sulla rivista “Science Advances” riportava la rilevazione di molecole di cianuro di vinile, che nelle condizioni esistenti su Titano è considerato tra i migliori candidati per la formazione di membrane e vescicole analoghe a quelle delle cellule degli organismi terrestri.

In questa nuova ricerca, la rilevazione ha riguardato deboli tracce di l’acetonitrile, una molecola che può costituire un mattone nella sintesi organica di composti più complessi. Nell’atmosfera di Titano, i processi chimici avvengono soprattutto grazie ai raggi ultravioletti proveniente dal Sole e ai raggi cosmici provenienti dall’esterno del sistema solare.

Le varie interazioni sono importanti soprattutto per quanto riguarda molecole conteneti azoto perché gli ultravioletti distruggono le molecole di azoto contenenti l’isotopo azoto-15, che di conseguenza sono rare. Gli ultravioletti alla lunghezza d’onda specifica che interagiscono con le molecole di azoto-14 vengono facilmente assorbiti nella parte superiore dell’atmosfera. D’altra parte, i raggi cosmici penetrano in maggiore profondità e interagiscono con molecole che contengono solo azoto-14. I ricercatori hanno scoperto che l’isotopo azoto-14 è più abbondante nell’acetonitrile rilevato nella stratosfera che in altre molecole contenenti azoto rilevate nel passato.

L’immagine in basso (Cortesia Iino et al. (The University of Tokyo). Tutti i diritti riservati) mostra gli spettri di acetonitrile contenente azoto-14 e azoto-15 rilevati dal radiotelescopio ALMA nell’atmosfera di Titano. Le linee tratteggiate verticali indicano le frequenze delle linee di emissioni predette da un modello teorico, il quale ha trovato una buona corrispondenza nei dati rilevati.

Hideo Sagawa ha dichiarato che lui e i suoi colleghi presumono che i raggi cosmici galattici ricoprano un ruolo importante nelle atmosfere di altri corpi celesti. Il processo potrebbe essere universale, perciò comprendere il ruolo dei raggi cosmici su Titano è cruciale per la scienza planetaria in generale.

I risultati di questo nuovo studio aggiungono un’altra molecola all’elenco ormai lungo dei composti chimici esistenti su Titano e alle varie reazioni chimiche che avvengono su quella luna. In questo caso però le implicazioni sono interessanti anche per le ricerche sulle atmosfere di esopianeti, un campo di ricerca in notevole espansione.