SPAZIONella nube ghiacciata con il telescopio Webb

Un team internazionale di astronomi ha annunciato la scoperta di ghiacci nelle regioni più buie e fredde di una nube molecolare, grazie all'utilizzo del telescopio spaziale James Webb. 

La scoperta è importante, in quanto permette di analizzare le molecole ghiacciate che verranno poi incorporate nei futuri esopianeti, aprendo al contempo una nuova finestra sull'origine di molecole più complesse che costituiscono il primo passo nella creazione dei mattoni della vita. 

La composizione del ghiaccio
Se si vuole costruire un pianeta abitabile, i ghiacci sono infatti un ingrediente fondamentale, in quanto sono i principali vettori di diversi elementi leggeri chiave: carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto e zolfo (indicati collettivamente come CHONS). Questi elementi sono ingredienti importanti sia per le atmosfere planetarie sia per molecole come zuccheri, alcoli e aminoacidi semplici. Nel nostro Sistema Solare, si pensa che siano stati portati sulla superficie terrestre dall'impatto con comete o asteroidi ghiacciati.

Inoltre, gli astronomi ritengono che tali ghiacci fossero molto probabilmente già presenti nella nebulosa oscura di polvere fredda e gas che alla fine sarebbe collassata per formare il Sistema Solare. In queste regioni dello spazio, i granelli di polvere ghiacciata offrono un ambiente unico per l'incontro di atomi e molecole, che possono innescare reazioni chimiche che formano sostanze molto comuni come l'acqua. Studi di laboratorio dettagliati hanno inoltre dimostrato che alcune semplici molecole prebiotiche possono formarsi in queste condizioni di ghiaccio.

Oltre ai ghiacci semplici come l'acqua, il team è riuscito a identificare forme congelate di un'ampia gamma di molecole, dal solfuro di carbonile, all'ammoniaca e al metano, fino alla più semplice molecola organica complessa, il metanolo (nel mezzo interstellare, le molecole organiche sono considerate complesse quando hanno sei o più atomi). Si tratta del censimento più completo finora realizzato degli ingredienti ghiacciati disponibili per creare le future generazioni di stelle e pianeti, prima che vengano riscaldati durante la formazione delle giovani stelle. Questi granelli ghiacciati crescono di dimensioni man mano che vengono convogliati nei dischi protoplanetari di gas e polvere attorno a queste giovani stelle, consentendo agli astronomi di studiare tutte le potenziali molecole ghiacciate che saranno incorporate nei futuri esopianeti.

«Queste osservazioni aprono una nuova finestra sui percorsi di formazione delle molecole semplici e complesse necessarie per creare i mattoni della vita» ha dichiarato Melissa McClure, astronoma dell'Osservatorio di Leiden. 

Gli infrarossi del telescopio
I ghiacci sono stati individuati e misurati studiando il modo in cui la luce stellare proveniente dall'esterno della nebulosa molecolare è stata assorbita dalle molecole di ghiaccio a specifiche lunghezze d'onda infrarosse visibili al telescopio Webb. Questo processo lascia impronte chimiche note come spettri di assorbimento che possono essere confrontati con i dati di laboratorio per identificare i ghiacci presenti nella nube molecolare. In questo studio, il team ha analizzato i ghiacci sepolti in una regione particolarmente fredda, densa e difficile da indagare della nube molecolare Chameleon I, una regione a circa 500 anni luce dalla Terra che è attualmente in fase di formazione di decine di giovani stelle.

Cosa si vede nell'immagine scattata dal telescopio Webb
La fotografia mostra la regione centrale della nebulosa molecolare Chameleon I, che si trova a 630 anni luce di distanza. Il materiale freddo e vaporoso della nube (blu, al centro) è illuminato dall'infrarosso del bagliore della giovane protostella Ced 110 IRS 4 (arancione, in alto a sinistra). La luce di numerose stelle sul fondo, visibili come punti arancioni dietro la nube, può essere utilizzata per individuare i ghiacci, che assorbono la luce stellare che li attraversa.