Osservato un disco protoplanetario eccezionale per numero e abbondanza di composti del carbonio
Sono considerati i mattoni della vita e per questo molto ricercati dagli studiosi di esopianeti. Si tratta dei composti del carbonio recentemente scoperti in grandi varietà e soprattutto abbondanza nel disco protoplanetaria della giovane stella ISO-ChaI 147.
I composti del carbonio, sia le molecole organiche sia quelle inorganiche, hanno una caratteristica comune, cioè di riuscire ad assorbire ed emettere radiazione infrarossa.
Per poter rivelare nello spazio la presenza di composti del carbonio servono quindi strumenti sensibili nella banda infrarossa. I due più importanti strumenti a bordo del telescopio spaziale James Webb, la camera NIRCam e la spettro-camera MIRI, sono stati costruiti proprio per essere sensibili nella banda infrarossa.
Questo significa che se un oggetto astronomico ha molecole a base di carbonio, il telescopio James Webb è lo strumento più appropriato per rivelare la radiazione da questo assorbita o emessa.
Esistono oggetti astronomici per cui è particolarmente interessante scoprire se in essi siano presenti molecole di carbonio. Tra questi vi sono pianeti e dischi protoplanetari.
Perché è così interessante il carbonio
L’atomo di carbonio ha una spiccata capacità nel legarsi ad altri atomi in maniera oltremodo stabile. La stabilità dei suoi legami permette la formazione di molecole molto complesse come anche l’accoppiamento dentro una stessa molecola di atomi che altrimenti non riuscirebbero a legarsi tra loro direttamente.
Questa predisposizione alla formazione di composti complessi spiega la sua abbondanza negli organismo viventi sia animali che vegetali.
La relazione tra composti del carbonio e vita rende la ricerca del carbonio particolarmente interessante lì dove esistono o si formano nuovi mondi, appunto esopianeti e dischi protoplanetari.
La scoperta di composti di carbonio negli esopianeti o ancor prima nei dischi di polveri e gas in cui deve avvenire la formazione di pianeti è di grande rilevanza per gli astronomi.
La ricerca e scoperta di esopianeti e il successivo studio delle loro atmosfere è motivata dal desiderio di scoprire forme di vita quale quella che noi conosciamo, appunto basata sul carbonio. Composti complessi del carbonio sono una diagnostica per la ricerca di forme di vita in altri pianeti.
Tutto il carbonio che si vuole
Presenza di molecole complesse contenenti carbonio su oggetti al di fuori del sistema solare era stata già accertata. Tuttavia, la recente osservazione effettuata dal telescopio spaziale James Webb del disco protoplanetario della stella ISO-ChaI 147 ha svelato la chimica degli idrocarburi più ricca mai prima osservata in un disco protoplanetario.
Sono state osservate 13 diverse molecole contenenti carbonio, tra cui l’etano (C2H6) mai prima osservato al di fuori del sistema solare, ma anche etilene, propino e il radicale metilico.
Si tratta di molecole già presenti tra i gas del disco e quindi già disponibili a diventare parte costituente delle future atmosfere esoplanetarie.
L’abbondanza di carbonio nel gas implicherebbe una sua scarsezza nel materiale solido che formerà quindi pianeti poveri di carbonio (a tal proposito anche la Terra è classificata come pianeta povero in carbonio).
La composizione del disco di ISO-ChaI 147, di massa 1/10 di quella solare a circa 600 anni luce dalla Terra, risulta molto diversa dalla composizione dei dischi attorno a stelle di massa simile al Sole, facendo di questa stella un oggetto veramente peculiare.
Il team di astronomi che ha effettuato le osservazioni col James Webb e scoperto tanta abbondanza e varietà di composti del carbonio prevede di estendere questa ricerca a numerosi altri dischi protoplanetari di stelle di massa molto piccola per capire se ISO-ChaI 147 è un caso unico o tipico per le stelle molto più piccole del Sole.
Riferimenti allo studio:
I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Science con un articolo a prima firma di A. M. Arabhavi dell'Università di Groningen (NL).