Cocktails a base di alcool etilico osservati dal telescopio James Webb nei dischi di giovani stelle
Chi avrebbe mai immaginato di scoprire “distillerie” di alcool etilico nei dischi stellari! E’ ciò che è successo col telescopio spaziale James Webb osservando i dischi di polveri e gas attorno a due giovanissime stelle.
Si stanno compiendo grandi passi avanti nella conoscenza della chimica dei dischi stellari. A breve distanza dalla scoperta di vapor d'acqua dei dischi stellari, lì dove si formano gli esopianeti, è recentissima la notizia della scoperta di alcool etilico, già pronto per "brindare" alla nascita dei nuovi pianeti.
Le osservazioni nella banda infrarossa da parte del telescopio spaziale James Webb hanno permesso di scoprire nei dischi stellari non solo molecole di alcool etilico, ma anche formaldeide, metano, anidride solforosa . Un cocktail speciale!
La chimica dei dischi stellari
La stella madre ed i suoi esopianeti condividono la stessa composizione chimica iniziale. Infatti, sia la stella che i suoi esopianeti si formano con il gas e le polveri dello stesso frammento della nube molecolare che si è collassata.
Tuttavia, mentre la stella madre una volta formata nel corso della sua vita processa gli elementi originari producendo elementi sempre più pesanti (più pesanti dell’idrogeno e dell’elio) con le reazioni di fusione termonucleare, la composizione iniziale dell’esopianeta rimane pressoché invariata.
Quali sono gli ingredienti per la formazione dei pianeti
Idrogeno, elio e polveri (prevalentemente composti di carbonio, silicio, ferro) sono i più abbondanti ingredienti presenti nelle nubi molecolari. Di conseguenza, sono questi i principali ingredienti delle stelle e dei suoi pianeti. In concentrazione molto inferiore sono presenti tutti gli altri elementi noti nella tabella periodica degli elementi, dai più leggeri come il litio fino ai più pesanti come ferro, uranio, oro,...
Recentemente il telescopio spaziale James Webb ha fatto una scoperta notevole, e cioè è riuscito ad osservare la presenza di vapore d’acqua, peraltro in quantità veramente notevoli, in quelle regioni del disco protostellare in cui si formeranno i pianeti.
Questa scoperta mostra come l’acqua sugli esopianeti, come allora avvenne per la Terra, è già disponibile come ingrediente iniziale.
Questo non esclude che altra acqua sia stata trasportata sulla superficie del pianeta dal bombardamento di comete (costituite da nuclei di acqua ghiacciata).
Il telescopio James Webb ha osservato presenza di acqua, in grandi quantità, nel disco protostellare della stella PSD70, invece il telescopio ALMA ha trovato presenza di vapore d’acqua nel disco protostellare della stella HL Tau.
Il cocktail si arricchisce
La più recente scoperta da parte del telescopio James Webb mostra che i neo pianeti quando si formano hanno già disponibile un un set particolarmente ricco di ingredienti, non solo idrogeno, elio, polveri e specie di elementi più pesanti, acqua, ma anche alcool!
Si tratta quindi di un vero e proprio cocktail!!
Lo spettrografo MIRI (Mid-Infrared Instrument) a bordo del telescopio James Webb, ottimizzato nella regione spettrale infrarossa, è riuscito a rilevare presenza di composti ghiacciati fatti di molecole organiche complesse come l'etalono (alcool etilico) e acido acetico (l'ingrediente dell'aceto di uva).
Questi composti chimici sono stati trovati nei dischi di due giovanissime stelle, IRAS 2A and IRAS 23385.
La scoperta di queste molecole organiche all’interno di composti ghiacciati fornisce un contributo fondamentale nella comprensione della loro formazione. Infatti, si è dibattuto molto sulla formazione di queste molecole, se in fase solida sulla superficie dei grani di polvere ghiacciati o se in fase gassosa.
Le osservazioni del JWST mostrano che la formazione di queste molecole organiche avviene allo stato solido. Quando le stesse molecole sono osservate allo stato gassoso è perché i ghiacci in cui si erano formate sono sublimati (passati dallo stato solido a quello gassoso).
Ma non solo è stata rilevata presenza di alcool etilico, anche di acido formico, metano, formaldeide e diossido di zolfo.
I risultati di questa scoperta sono stati presentati da un team internazionale guidato da Will Rocha dell'Univesità di Leiden e publicati la scorsa settimana sulla rivista Astronomy & Astrophysics.