I ricercatori hanno rilevato una molecola insolitamente grande, precedentemente sconosciuta, nella Nebulosa Zampa di Gatto, una regione di formazione stellare a circa 5.500 anni luce dalla Terra. Con 13 atomi, il composto, chiamato 2-metossietanolo, è una delle molecole più grandi mai identificate al di fuori del nostro sistema solare, hanno riferito gli scienziati il 12 aprile su The Astrophysical Journal Letters.
Un nuovo tipo di molecola
Spesso pensiamo allo spazio come a un abisso spalancato di nulla tra le stelle, ma questo apparente vuoto è vivo grazie alla chimica mentre gli atomi si uniscono e si disintegrano per creare stelle e pianeti nel corso di milioni di anni. Comprendere come si formano semplici molecole organiche come il metano, l’etanolo e la formaldeide aiuta gli scienziati a costruire un quadro non solo di come nascono le stelle e le galassie, ma anche di come ha avuto inizio la vita.
Tuttavia, individuare questi elementi fondamentali della vita non è un’impresa da poco. Ogni molecola possiede un “codice a barre” energetico unico, un insieme di specifiche lunghezze d’onda della luce che la molecola può assorbire. A livello quantistico, ciascuna lunghezza d’onda assorbita corrisponde a una transizione tra un livello di energia rotazionale e un altro, e ogni molecola ha un insieme diverso ma ben definito di livelli energetici in cui possono verificarsi queste transizioni. Questo codice a barre delle transizioni energetiche può essere facilmente misurato per campioni in laboratorio, ma gli astrochimici devono poi scovare questa stessa firma energetica nello spazio.
Apprendimento automatico
Il team aveva precedentemente sviluppato un metodo di apprendimento automatico per modellare l’abbondanza di diverse specie molecolari in diverse regioni dello spazio. “Utilizzando questi modelli addestrati, possiamo prevedere quali molecole non rilevate potrebbero essere molto abbondanti e quindi forti candidate al rilevamento“, ha detto Fried.
Specie contenenti metossi erano state precedentemente rilevate in una parte della Nebulosa Zampa di Gatto, chiamata anche NGC 63341, e in IRAS 16293, un sistema binario nel complesso nebuloso di Rho Ophiuchi , situato a 457 anni luce dalla Terra. Pertanto, il team aveva una buona idea di dove cercare la nuova molecola.
Fried ha iniziato misurando lo spettro rotazionale dei campioni di 2-metossietanolo in laboratorio; ha registrato un totale di 2.172 possibili segnali energetici per la molecola. Quindi, utilizzando l’Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA), un set di 66 radiotelescopi in Cile, il team ha raccolto letture sia dalla Nebulosa Zampa di Gatto che da IRAS 16293 e ha analizzato i segnali per la distinta firma energetica del 2-metossietanolo.
Il metossietanolo sulla Nebulosa Zampa di Gatto
Sebbene non siano state rilevate tracce energetiche corrispondenti in IRAS 16293, il team ha infine identificato 25 segnali corrispondenti provenienti dalla Nebulosa Zampa di Gatto e ha confermato la presenza di 2-metossietanolo in questa regione di formazione stellare.
“Questo ci ha permesso di studiare come le diverse condizioni fisiche di queste fonti potrebbero influenzare la chimica che può verificarsi”, ha detto Fried. “Abbiamo ipotizzato diverse cause di questa differenziazione chimica, comprese le variazioni nell’intensità del campo di radiazione, insieme alle diverse temperature della polvere in queste due fonti [a diversi stadi] di formazione stellare.”
Il team spera che i risultati possano ispirare studi futuri per identificare altre molecole non ancora rilevate nello spazio.
“La fattibilità e l’efficienza di questi percorsi possono essere strettamente legate alle condizioni fisiche della sorgente interstellare“, ha detto Fried. “Investigando su quali altre specie sono coinvolte nella formazione e distruzione delle molecole rilevate, possiamo determinare altre specie che potrebbero essere candidate al rilevamento.”