A circa 340 anni luce dalla Terra, nella costellazione del Centauro, brilla HD 100453, una giovane stella più luminosa del nostro Sole e con un’età stimata intorno ai 10 milioni di anni. Intorno a lei ruota un vasto disco di gas, polveri e ghiaccio: una struttura di classe II, tipica dei sistemi in cui nascono pianeti, comete e – forse – le basi chimiche della vita. Questo disco è al centro di una scoperta straordinaria. Proprio come i solchi di un vecchio vinile conservano una melodia, il disco stellare custodisce una memoria chimica del cosmo: molecole organiche complesse, intrappolate nel ghiaccio da milioni di anni, che oggi stanno lentamente sublimando, passando allo stato gassoso man mano che il disco si riscalda. È come se frammenti del passato dell’universo venissero liberati, rivelando indizi su come possa nascere la vita su altri mondi. E c’è di più: queste molecole non si sono formate attorno alla stella, ma provengono da epoche remote e da regioni gelide del freddo spazio interstellare.
La scoperta firmata ALMA
Questi risultati, pubblicati su The Astrophysical Journal Letters dal team guidato dalla ricercatrice Alice S. Booth, sono stati ottenuti grazie ad ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), uno dei più potenti radiotelescopi mai costruiti.
Situato a oltre 5.000 metri di altitudine nel deserto di Atacama, in Cile – uno dei luoghi con la migliore visibilità astronomica al mondo – ALMA è composto da 66 antenne ad alta precisione che operano a lunghezze d’onda comprese tra 3,6 e 0,32 millimetri, corrispondenti a frequenze tra 31 e 1000 GHz. Queste antenne possono essere disposte su un’area che va da 150 metri fino a 16 chilometri di diametro, consentendo ad ALMA uno “zoom” variabile molto potente, concettualmente simile a quello del Very Large Array (VLA) del New Mexico. Grazie all’elevato numero di antenne e alla possibilità di modificarne la configurazione, ALMA garantisce una sensibilità e una risoluzione angolare molto superiori rispetto a precedenti telescopi submillimetrici, come il James Clerk Maxwell Telescope, il Submillimeter Array o l’interferometro dell’IRAM sul Plateau de Bure. L’infrastruttura è frutto della collaborazione tra partner europei, nordamericani e asiatici.
Operando nella banda di frequenze submillimetriche, ALMA è in grado di osservare l’universo freddo e molecolare e, grazie alla spettroscopia a microonde, individuare la presenza e la composizione chimica delle molecole nei dischi protoplanetari. Queste sono le caratteristiche strumentali che hanno permesso di rilevare i processi chimici in atto nel disco di HD 100453.
Molecole che raccontano una storia
Il disco è tutt’altro che immobile. Nei suoi strati più esterni, i ghiacci ricchi di molecole organiche complesse – come metanolo (CH₃OH) e acetaldeide (CH₃CHO) – vengono gradualmente trasportati verso le regioni più interne, dove le temperature sono più elevate. Intorno alle 100 unità astronomiche dalla stella (circa 15 miliardi di chilometri), si trova il cosiddetto fronte di sublimazione: qui, a una temperatura di circa 230 K (circa -43 °C), il ghiaccio rilascia il gas contenente le molecole intrappolate. È in questo processo che ALMA ha individuato un vero e proprio “messaggio biologico”: molecole che raccontano una storia cominciata ben prima della nascita della stella stessa.
La firma isotopica
Uno degli indizi più significativi rilevati dai ricercatori è il rapporto tra il metanolo “normale” e quello arricchito con l’isotopo 13 del carbonio, che nel disco di HD 100453 è risultato più basso rispetto a quello solitamente osservato nello spazio interstellare. Questa anomalia rappresenta una vera e propria firma delle condizioni chimico-fisiche in cui si è formato il metanolo. Un rapporto così basso indica infatti che le molecole si sono originate in ambienti estremamente freddi – attorno a 20 K (circa -250 °C) – condizioni tipiche delle nubi molecolari prestellari, dove la chimica del ghiaccio è molto attiva e favorisce l’arricchimento isotopico del carbonio-13. Tutto ciò rafforza l’ipotesi che queste preziose molecole non siano nate nel disco, ma siano state ereditate direttamente dal freddo spazio interstellare, risalendo a epoche ben precedenti la formazione della stella.
Una capsula del tempo cosmica
Il disco attorno a HD 100453 si comporta quindi come una vera e propria capsula del tempo cosmica: uno scrigno che, man mano che evolve, rilascia i mattoni della vita destinati – forse – a comporre nuovi mondi. Questa scoperta rappresenta un passo avanti fondamentale nella chimica dello spazio e ha importanti implicazioni per l’astrobiologia. Se le comete, formatesi in dischi simili, hanno effettivamente trasportato molecole organiche sulla Terra primordiale, allora è plausibile che la vita sia un’eredità condivisa dell’universo. Osservare un sistema come HD 100453 significa, in fondo, guardare indietro nel tempo verso l’origine della materia vivente, ma anche, forse, intravedere un futuro comune tra pianeti e forme di vita nel nostro universo.
Foto di Boris Jardines da Pixabay
