Svelare i segreti della chimica organica (a base di carbonio) nello Spazio interstellare è fondamentale per comprendere la chimica dell’universo dall’origine della vita sulla Terra alle possibilità di vita altrove. L’elenco delle molecole organiche rilevate nello Spazio e la comprensione di come potrebbero interagire è in costante espansione grazie alle osservazioni dirette in costante miglioramento. Anche gli esperimenti di laboratorio che svelano i complessi processi possono offrire indizi significativi: i ricercatori dell’Università di Hokkaido, con i colleghi dell’Università di Tokyo, in Giappone, hanno riportato su Nature Astronomy nuove intuizioni sul ruolo centrale degli atomi di carbonio sui granelli di ghiaccio interstellari.
Si ritiene che alcune delle molecole organiche più complesse presenti nello Spazio siano prodotte sulla superficie del ghiaccio interstellare a temperature molto basse. È noto che i granelli di ghiaccio adatti a questo scopo sono abbondanti in tutto l’universo. Tutte le molecole organiche sono basate su uno scheletro di atomi di carbonio. La maggior parte degli atomi di carbonio si sono formati originariamente attraverso reazioni di fusione nucleare nelle stelle, per poi disperdersi nello Spazio interstellare quando le stelle sono morte a causa delle esplosioni (supernove). Per formare molecole organiche complesse, gli atomi di carbonio hanno però bisogno di un meccanismo per riunirsi sulla superficie dei granelli di ghiaccio per incontrare atomi partner e formare legami chimici con questi. La nuova ricerca suggerisce un meccanismo verosimile.
“Nei nostri studi, ricreando condizioni interstellari possibili in laboratorio, siamo stati in grado di rilevare atomi di carbonio debolmente legati che si diffondono sulla superficie dei granelli di ghiaccio per reagire e produrre molecole C2,” ha spiegato il chimico Masashi Tsuge dell’Università di Hokkaido. C2 è noto anche come carbonio biatomico, una molecola in cui due atomi di carbonio si legano insieme; la sua formazione è una prova concreta della presenza di atomi di carbonio diffusi sui granelli di ghiaccio interstellari.
La ricerca ha rivelato che la diffusione potrebbe avvenire a temperature superiori a 30 Kelvin (-243°C), mentre, nello Spazio, la diffusione degli atomi di carbonio potrebbe attivarsi a soli 22 Kelvin (-251°C).
Tsuge ha spiegato che i risultati introducono un processo chimico precedentemente trascurato per spiegare come si potrebbero costruire molecole organiche più complesse mediante l’aggiunta costante di atomi di carbonio. Ha suggerito che questi processi potrebbero verificarsi nei dischi protoplanetari attorno alle stelle, da cui si formano i pianeti. Le condizioni richieste possono anche formarsi nelle cosiddette nubi traslucide, che alla fine si evolverebbero in una regione di formazione stellare. Ciò potrebbe anche spiegare l’origine delle sostanze chimiche che potrebbero avere disseminato la vita sulla Terra.
Oltre alla questione dell’origine della vita, lo studio aggiunge un nuovo processo fondamentale alla varietà di reazioni chimiche che avrebbero potuto costruire, e potrebbero ancora costruire, la chimica basata sul carbonio in tutto l’universo.
