Da Orsina Fiorentini 
Gli astronomi identificano una nuova molecola organica nello spazio interstellare
Di Clarence Oxford
Los Angeles, California (SPX), 28 ottobre 2024
È noto che il carbonio, un elemento essenziale per la vita sulla Terra e forse altrove, esiste in grandi quantità in tutto lo spazio. Tuttavia, individuare grandi quantità di carbonio nelle regioni interstellari si è rivelata una sfida inaspettata.
La recente scoperta, che include il rilevamento di una molecola complessa nota come 1-cianopirene, fornisce nuove informazioni su come i composti ricchi di carbonio si formano e persistono nello spazio. Questo risultato ridefinisce le aspettative su dove e come questi elementi costitutivi molecolari del carbonio esistono ed si evolvono.
Normalmente, gli scienziati pensano che alcune stelle ricche di carbonio agiscano come “fabbriche di fuliggine”, rilasciando minuscole particelle di carbonio nello spazio. Tuttavia, si presumeva che queste molecole non potessero resistere alle dure condizioni dello spazio interstellare o riformarsi a causa delle basse temperature. Questa nuova scoperta è stata guidata in parte dai ricercatori del Centro di Astrofisica Harvard e lo Smithsonian (CfA) mettono in discussione questa idea. I loro risultati sono stati pubblicati su *Science*.
“La nostra scoperta dell’1-cianopirene ci fornisce nuove importanti informazioni sull’origine chimica e sul destino del carbonio – l’elemento più importante nella chimica complessa sia sulla Terra che nello spazio”, ha spiegato Brian Changala del CfA, coautore dello studio. Studia.
L’1-cianopirene è una molecola contenente anelli benzenici fusi e fa parte della famiglia degli idrocarburi policiclici aromatici (PAH). Gli IPA, che in precedenza si pensava si formassero solo in ambienti ad alta energia attorno alle stelle che invecchiano, sono comuni sulla Terra nella combustione di combustibili fossili e negli alimenti carbonizzati. Nello spazio, gli astronomi studiano gli idrocarburi policiclici aromatici per comprendere i loro cicli di vita e come rivelano di più sullo spazio interstellare e sui suoi corpi celesti. Le bande infrarosse che emettono dopo aver assorbito la radiazione ultravioletta delle stelle indicano la loro abbondanza e il ruolo importante nella composizione del carbonio del mezzo interstellare (ISM).
Inaspettatamente, l’1-cianopirene è stato scoperto nella Taurus Molecular Cloud 1 (TMC-1), una nube interstellare fredda situata nella costellazione del Toro, dove le temperature si aggirano solo 10 gradi sopra lo zero assoluto. “TMC-1 è un laboratorio naturale per studiare queste molecole che formano gli elementi costitutivi di stelle e pianeti”, ha affermato Gabe Wenzel, ricercatore post-dottorato al MIT che ha guidato la ricerca di laboratorio ed è l’autore principale dello studio.
“Queste sono le molecole più grandi che abbiamo trovato in TMC-1 fino ad oggi. Questa scoperta allarga i confini della nostra comprensione della complessità delle molecole che possono esistere nello spazio interstellare”, ha osservato Brett McGuire, assistente professore di chimica del MIT e coautore. . Astronomo presso NRAO della NSF.
La scoperta è stata facilitata dal NSF Green Bank Telescope, il più grande radiotelescopio orientabile del mondo. Ciascuna molecola ha uno spettro di rotazione distinto che ne consente l’identificazione, tuttavia gli IPA possono essere difficili da rilevare a causa delle loro dimensioni e della mancanza di un momento dipolare permanente. Le osservazioni del cianopirene possono indicare indirettamente la presenza di molecole più grandi per studi futuri.
“L’identificazione dello spettro rotazionale unico dell’1-cianopirene richiede il lavoro di un team scientifico interdisciplinare”, ha spiegato Harshal Gupta, direttore del programma NSF per l’Osservatorio Green Bank e associato di ricerca CfA. “Questa scoperta è un ottimo esempio di chimici sintetici, spettrografi, astronomi e modellatori che lavorano a stretto contatto e in concerto”.
La ricerca si è avvalsa dell’esperienza del CfA sia in astronomia che in chimica, con misurazioni dettagliate nel laboratorio di spettroscopia molecolare del dottor Michael McCarthy.
“Gli spettrometri a microonde sviluppati presso CfA sono strumenti unici e di livello mondiale appositamente progettati per misurare le precise firme radio di molecole complesse come l’1-cianopirene”, ha affermato McCarthy. “Le previsioni anche delle teorie chimiche quantistiche più avanzate sono ancora migliaia di volte meno accurate di quanto necessario per identificare queste molecole nello spazio utilizzando i radiotelescopi, quindi gli esperimenti in laboratori come il nostro sono indispensabili per queste scoperte astronomiche rivoluzionarie”.
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