Nuova teoria sull’origine dell’acqua nell’universo: origini antichissime

Un team di ricerca mentre osservava la stella V883 Orionis, a circa 1300 anni luce dalla Terra, ha rilevato acqua allo stato gassoso nel suo disco di formazione planetaria.

Il disco protoplanetario non è altro che il luogo di formazione dei sistemi planetari. È quindi una struttura discoidale di gas e polveri in orbita attorno ad una stella o a una protostella. Questi dischi possono raggiungere dimensioni molto varie, da una decina di unità astronomiche (U.A.) fino addirittura a 1000 U.A..

In pratica quando una nube composta da gas e polvere collassa su sé stessa nel suo centro si viene a formare una stella attorno alla quale orbita il resto della nube rimasta. Nel ruotare forma una sorta di disco all’interno del quale nel corso di milioni di anni si vengono a formare zone in cui la materia si aggrega e forma comete, asteroidi e pianeti.

Lo studio del team di ricerca

Il gruppo di ricerca ha utilizzato il radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) sito in Cile, per misurare le firme chimiche dell’acqua e il percorso che compiono queste molecole di acqua all’interno della nube.

L’acqua che hanno studiato è leggermente diversa da quella che normalmente conosciamo, la tipica H₂O, composta da un atomo di ossigeno e da due atomi di idrogeno. Infatti al posto di un atomo di idrogeno aveva un atomo di deuterio, un isotopo pesante dell’idrogeno. Questo isotopo è più pesante dell’idrogeno perché all’interno del nucleo oltre ad un protone ha anche un neutrone.

Il rapporto tra acqua semplice e acqua pesante può essere utilizzato per tracciare il momento e il luogo in cui l’acqua si è formata, questo perché queste due molecole si formano in condizioni diverse. Quindi il cammino dell’acqua dalle nubi, passando poi per le giovani stelle, per le comete, fino ad arrivare nei pianeti ci indica le origini dell’acqua stessa.

Studi su questo percorso erano già stati effettuati in precedenza ma avevano riguardato solo porzioni di questo tragitto, come il cammino dell’acqua tra la Terra, ovvero i pianeti, e le comete, oppure il percorso dell’acqua tra il mezzo interstellare e le protostelle. Mai fino ad oggi si era potuto studiare il collegamento tra le giovani stelle e le comete.

Riuscire a fare queste osservazioni non è scontato

Bisogna sottolineare il fatto che non è assolutamente facile riuscire ad osservare acqua nei dischi protoplanetari attorno alle stelle perché nella maggior parte dei casi questa è presente sotto forma di ghiaccio, davvero complicato da osservare in quanto le molecole sono cristallizzate in una determinata posizione, mentre l’acqua sotto forma gassosa può essere rilevata grazie alla radiazione emessa dalle molecole mentre ruotano e vibrano.

Sorge quindi un altro problema tipico di questo caso studio: per avere vapore acqueo abbiamo bisogno di temperature elevate, perciò molto spesso si deve andare ad analizzare una parte del disco molto vicina alla stella, tipicamente nascosta dal resto della nube di gas e polvere.

Per fortuna però V883 Orionis ha un disco protoplanetario particolarmente caldo che ha quindi reso possibile l’osservazione del vapore acqueo e la scoperta di questo tassello mancante.

Questo studio è inoltre importantissimo perché dà supporto alla teoria secondo la quale l’acqua sul nostro pianeta ha origini antichissime, precedenti alla Terra stessa, addirittura più remote del Sole.