ALMA e Rosetta trovano il Freon-40, un elemento importante nella chimica alla base dell’origine della vita

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, poiché 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 comprensione 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.