Comunicato Stampa

ALMA e Rosetta trovano il Freon-40 nello spazio

Poche speranze che questa molecola possa indicare la presenza di vita.

02 Ottobre 2017

Alcune osservazioni effettuate con ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) e con la missione Rosetta dell'ESA hanno rivelato la presenza del composto organoalogenato Freon-40 nel gas che circonda una stella neonata e vicino a una cometa. I composti organoalogenati vengono formati da processi organici sulla Terra, ma questa è la prima volta in cui si osservano nello spazio interstellare. La scoperta suggerisce che i composti organoalogenati possano essere indicatori della presenza di vita meno sicuri di quanto si sperasse, ma potrebbero comunque rappresentare una componente significativa della materia da cui si formano i pianeti. Questo risultato, che viene pubblicato dalla rivsita Nature Astronomy, sottolinea la difficoltà di trovare molecole che possano indicare la presenza di vita al di fuori della Terra.

Usando dati catturati da ALMA in Cile e dallo strumento ROSINA sulla missione Rosetta dell'ESA, un gruppo di astronomi ha trovato tracce del composto chimico Freon-40 (CH3Cl), noto anche come metilcloruro o clorometano, intorno alla stella neonata IRAS 16293-2422 [1], a circa 400 anni luce da noi, e alla famosa cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G) nel nostro Sistema Solare. La nuova osservazione di ALMA è la prima scoperta di un composto organoalogenato nello spazio interstellare [2].

I composti organoalogenati sono formati da alogeni, come cloro e fluoro, legati con atomi di carbonio e a volte altri elementi. Sulla Terra, questi composti vengono creati da processi biologici - negli organismi che vanno dagli esseri umani ai funghi - ma anche da processi industriali come la produzione di coloranti e medicinali [3].

La nuova scoperta di uno di questi composti, il Freon-40, in zone che dovrebbero precedere l'origine della vita, potrebbe essere considerata con disappunto, poichè ricerche passate avevano suggerito che queste molecole potessero indicare la presenza della vita.

"Trovare un composto organoalogenato come il Freon-40 vicino a queste stelle giovani, simili al Sole, è stata una sorpresa", commenta Edith Fayolee, ricercatrice all'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts negli USA, e prima autrice dell'articolo. "Semplicemente non abbiamo previsto la sua formazione e siamo sorpresi di trovarlo in concentrazioni così alte. È chiaro ora che queste molecole si formano facilmente nelle incubatrici stellari, facendoci capire meglio l'evoluzione chimica dei sistemi planetari, incluso il nostro."

La ricerca degli esopianeti è andata al di là della semplice individuazione dei pianeti - ne sono noti ora più di 3000 - e si spinge fino alla ricerca dei marcatori chimici che potrebbero indicare la presenza di vita. Un passo importante è determinare quali molecole possano essere utilizzate a questo scopo, ma stabilire un marcatore affidabile rimane un processo delicato.

"La scoperta da parte di ALMA di composti organoalogenati nel mezzo interstellare ci dice anche qualcosa sulle condizioni iniziali per la chimica organica sui pianeti. Questa chimica è importante per la compresenione dell'origine della vita." aggiunge Karin Öberg, co-autrice dell'articolo. "Basandoci sulla nostra scoperta, possiamo dedurre che i composti organoalogenati fanno probabilmente parte del cosiddetto "brodo primordiale", sia sulla giovane Terra che sugli esopianeti rocciosi che si stanno formando".

Ciò suggerisce che gli astronomi potrebbero aver preso la cosa al contrario: invece che indicare la presenza di vita esistente, i composti organoalogenati potrebbero essere un elemento importante nella chimica, ancora poco compresa, alla base dell'origine della vita.

Il co-autore Jes Jørgensen del Niels Bohr Institute dell'Università di Copenhagen commenta: "Questo risultato mostra la potenza di ALMA nel rivelare molecole di interesse astrobiologico verso stelle giovani e sulle scale in cui si formano i pianeti. Usando ALMA abbiamo trovato zuccheri semplici e precursori di amino acidi intorno a diverse stelle. L'addizionale scoperta del Freon-40 intorno alla cometa 67P/C-G rinforza il legame tra la chimica pre-biologica delle protostelle lontane e il nostro Sistema Solare".

Gli astronomi hanno anche confrontato le quantità relative di Freon-40 che contengono diversi isotopi di carbonio nel sistema stellare giovane e nella cometa - e hanno trovato abbondanze simili. Ciò supporta l'idea che un sistema planetario giovane possa ereditare la composizione chimica della nube da cui si è formato e apre la possibilità che i composti organoalogenati arrivino sui giovani sistemi planetari durante la formazione dei pianeti o per mezzo degli impatti cometari.

"Il nostro risultato mostra che dobbiamo imparare ancora molto sulla formazione dei composti organoalogenati", conclude Fayolle. "Devono essere intraprese ulteriori ricerche di questi composti intorno ad altre protostelle e comete per trovare la risposta."

Note

[1] Questa protostella è un sistema binario circondato da una nube molecolare nella regione di formazione stellare Rho Ophiuchi, e ciò lo rende un ottimo obiettivo per la vista millimetrica/submillimetrica di ALMA.

[2] I dati utilizzati provengono dalla survey PILS (Protostellar Interferometric Line Survey) di ALMA. Lo scopo di questa survey è di mappare la complessità chimica di IRAS 16293-2422, producendo immagini su scale molto piccole, equivalenti alla dimensione del Sistema Solare, nella gamma di lunghezze d'onda coperte da ALMA nella finestra atmosferica intorno a 0,8 millimetri.

[3] Il Freon è stato ampiamente utilizzato come refrigerante (da cui il nome), ma è ora vietato perché ha un effetto distruttivo sullo strato protettivo di ozono che circonda la Terra.

Ulteriori Informazioni

Questo lavoro è stato descritto nell'articolo “Protostellar and Cometary Detections of Organohalogens” di E. Fayolle et al., pubblicato dalla rivista Nature Astronomy il 2 ottobre 2017.

L'equipe è composta da Edith C. Fayolle (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA), Karin I. Öberg (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, USA),  Jes K. Jørgensen (University of Copenhagen, Danimarca), Kathrin Altwegg (University of Bern, Svizzera), Hannah Calcutt (University of Copenhagen, Danimarca), Holger S. P. Müller (Universität zu Köln, Germania), Martin Rubin (University of Bern, Svizzera), Matthijs H. D. van der Wiel (The Netherlands Institute for Radio Astronomy, Paesi Bassi), Per Bjerkeli (Onsala Space Observatory, Svezia), Tyler L. Bourke (Jodrell Bank Observatory, Regno Unito), Audrey Coutens (University College London, Regno Unito), Ewine F. van Dishoeck (Leiden University, Paesi Bassi; Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Germania), Maria N. Drozdovskaya (University of Bern, Svizzera), Robin T. Garrod (University of Virginia, USA), Niels F. W. Ligterink (Leiden University, Paesi Bassi), Magnus V. Persson (Onsala Space Observatory, Svezia), Susanne F. Wampfler (University of Bern, Svizzera) e il team ROSINA.

ALMA, l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, un osservatorio astronomico internazionale, è una collaborazione fra l'Europa, la U.S. National Science Foundation (NSF) e gli Istituti Nazionali di Scienze Naturali del Giappone (NINS),  in cooperazione con la repubblica del Cile. ALMA è stato fondato dall'ESO per conto dei suoi stati membri, dall'NSF in cooperazione con il National Research Council del Canada (NRC) e il National Science Council di Taiwan (NSC) e dal NINS in cooperazione con l'Accademia Sinica di Taiwan (AS) e l'Istituto di Astronomia e Scienze Spaziali della Corea (KASI).

La costruzione e la gestione di ALMA sono condotte dall'ESO per conto dei suoi stati membri, dall'Osservatorio Nazionale di Radio Astronomia (NRAO) gestito dalle Associated Universities, Inc. (AUI) per conto del Nord America e dall'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone (NAOJ) per conto dell'Asia Orientale. L'osservatorio congiunto di ALMA (JAO: Joint ALMA Observatory) fornisce la guida unitaria e la gestione della costruzione, del commissioning e delle operazioni di ALMA.

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 16 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera, oltre al paese che ospita l'ESO, il Cile. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner principale di ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. E sul Cerro Armazones, vicino al Paranal, l'ESO sta costruendo l'Extremely Large Telescope o ELT (significa Telescopio Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

Links

• Articolo scientifico su Nature Astronomy
• Comunicato stampa NRAO
• Comunicato stampa ESA
• Precedenti risultati di ALMA su questa stella: isocianato di metile e zuccheri
• Fotografie di ALMA

Contatti

Edith Fayolle
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
Cambridge, Massachusetts, USA
E-mail: efayolle@cfa.harvard.edu

Jes K. Jørgensen
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen
Copenhagen, Denmark
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E-mail: jeskj@nbi.dk

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E-mail: ewine@strw.leidenuniv.nl

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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso1732.