Si chiama MAPS (Molecules with ALMA at Planet-forming Scales) il programma con cui un team internazionale di ricercatori ha ottenuto una mappa chimica ad alta risoluzione di cinque dischi protoplanetari. Grazie al radiotelescopio ALMA (Atamaca Large Millimeter/submillimeter Array) è stato possibile scrutare tra la polvere e il gas dei dischi e individuare molecole organiche e inorganiche.

Tra gli scopi del programma ci sono quello di comprendere il legame tra la polvere e le sottostrutture chimiche e individuare quali sono i principali serbatoi organici nelle regioni del disco in cui si formano i pianeti. I risultati della ricerca evidenziano la presenza di una grande riserva di molecole organiche nella regione del disco più interna. Qui solitamente si formano quelli che diventano poi pianeti rocciosi. Inoltre, i dischi studiati si sono rivelati essere delle fabbriche di una speciale classe di molecole organiche, chiamate nitrili. La straordinarietà di questa scoperta è legata al fatto che queste componenti sono implicate nell’origine della vita sulla Terra.

Le molecole nei dischi protoplanetari

Attorno alle stelle giovani si trova un agglomerato di polveri e gas, disposte in una struttura a disco. Quelli studiati dal team internazionali di scienziati avvolgono le stelle IM Lup, GM Aur, AS 209, HD 163296 e MWC 480, in cui sono stati rilevati degli indizi su possibili pianeti in formazione.

All’interno dei dischi, di cui sono note le sottostrutture di polvere, sono state osservate con una risoluzione senza precedenti diverse molecole, semplici e complesse. Tra queste troviamo ad esempio l’acido cianidrico (HCN), la formaldeide (H2CO), il cianoacetilene (HC3N), l’acetotrinile (CH3CN) e il ciclopropenilidene (c-C3H2). Queste ultime contengono molto carbonio e hanno maggiori probabilità di agire come materia prima per molecole prebiotiche più grandi.

Sebbene queste fossero già state individuate all’interno di strutture simili, MAPS è il primo studio ad aver analizzato con alta risoluzione e sensibilità più agglomerati di polveri e gas, riuscendo a individuare una grande quantità di queste molecole nelle regioni interne del disco.

“Abbiamo trovato più grandi molecole organiche del previsto, di un fattore da 10 a 100 volte maggiore, localizzate nei dischi interni e la loro chimica sembra simile a quella delle comete del Sistema Solare.”

Questo ha affermato l’astronomo e collaboratore alla ricerca John Ilee, il quale aggiunge che la presenza di queste molecole è il trampolino di lancio dalle molecole più semplici verso quelle più complesse, necessarie alla creazione della vita.

Le diverse facce molecolari dei dischi

La distribuzione delle molecole nel disco non è uniforme, ma varia significativamente al suo interno. I ricercatori hanno infatti studiato queste strutture in quattro diverse configurazioni spettrali, coprendo 50 linee molecolari di 20 diverse specie chimiche. L’analisi degli spettri ha dimostrato l’esistenza di diverse facce molecolari per ciascun disco. Questo implica che pianeti dello stesso sistema che nascono in regioni diverse, possono presentare una composizione chimica completamente differente.

Ad esempio, le regioni in cui si formano i pianeti gioviani, ossia esopianeti gassosi dalle caratteristiche simili a Giove, sono povere di carbonio e ossigeno ma ricche di elementi più pesanti, come il metano. In queste zone è quindi difficile che si sviluppino mondi in cui è possibile la vita.

La composizione di una pianeta è una fotografia della composizione della regione del disco in cui si è formato… e viceversa! Quello che fornisce MAPS è proprio una mappa per gli astronomi, con lo scopo di collegare la composizione del disco con quella del futuro pianeta e comprenderne la storia e le forze che hanno guidato la sua formazione.

Le risposte di MAPS

L’esistenza della vita oltre la Terra è una delle grandi domande dell’umanità. Nel corso degli anni sono state condotte innumerevoli ricerche e missioni con lo scopo di trovare qualche indizio a favore di una risposta affermativa. A questi progetti, si aggiunge anche MAPS, che ha svelato quanto sia complesso l’ambiente da cui i pianeti hanno origine. Individuare le condizioni necessarie per lo sviluppo della vita in un pianeta comincia proprio dallo studio dei dischi protoplanetari da cui nascono.

MAPS ci aiuterà quindi a rispondere alla domanda delle domande sull’esistenza della vita, ma solleverà anche nuovi punti interrogativi, alimentando la fame di conoscenza che guida da secoli ogni scienziato.

Maggiori informazioni sul programma MAPS possono essere trovate sul sito ufficiale. 

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