enero 24, 2022

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Un bozzolo stellare con molecole organiche scoperto all’estremo confine della nostra galassia

Immagine concettuale dell’artista di una protostella scoperta nella galassia più esterna. Credito: Università di Niigata

Per la prima volta, gli astronomi hanno scoperto una stella appena nata e il suo bozzolo circostante di complesse molecole organiche ai margini della nostra galassia, nota come la galassia più esterna. La scoperta, che ha rivelato la complessità chimica nascosta del nostro universo, appare in un documento di ricerca in Giornale Astrofisico.

Scienziati dell’Università di Niigata (Giappone), dell’Istituto di Astronomia e Astrofisica Academia Sinica (Taiwan) e dell’Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone hanno utilizzato l’Atakama Large Millimeter/Sub Array (Alma) in Cile per osservare una stella neonata (una protostella) nella regione WB89-789, situata nella galassia più esterna. È stata scoperta una varietà di molecole di carbonio, ossigeno, azoto, zolfo e silicio, comprese molecole organiche complesse contenenti fino a nove atomi. Una tale protostella, così come il relativo bozzolo di gas molecolare chimicamente ricco, sono stati scoperti per la prima volta ai margini della nostra galassia.

Le osservazioni di ALMA rivelano che diversi tipi di molecole organiche complesse, come il metanolo (CH3OH) ed etanolo (C2h5OH), formiato di metile (HCOOCH3), etere dimetilico (CH3e3), formammide (NH2CHO), propanentrile (C2h5CN), ecc., anche nell’ambiente primordiale dell’estrema galassia esterna. È probabile che queste complesse molecole organiche agiscano come materie prime per le molecole prebiotiche più grandi.

Protostella galattica con spettro radio esterno estremo

Sopra: spettro radio di una protostella nella galassia più esterna scoperta con ALMA. In basso: distribuzioni delle emissioni radio dalla protostella. Emissioni da polvere, formaldeide (H2CO), radicale etinilico (CCH), monosolfuro di carbonio (CS), monossido di zolfo (SO), monossido di silicio (SiO), acetonitrile (CH3CN), formammide (NH2CHO), propannitrile (C2H5CN), metil formiato (HCOOCH3), etanolo (C2H5OH), acetaldeide (CH3CHO), acqua deionizzata (HDO) e metanolo (CH3OH) sono mostrati come esempi. Nel pannello in basso a destra, viene mostrata un’immagine composita a infrarossi bicolore della regione circostante (rosso: 2,16 µm e blu: 1,25 µm, in base ai dati 2MASS). Credito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Shimonishi (Università di Nigata)

È interessante notare che l’abbondanza relativa di molecole organiche complesse in questo oggetto appena scoperto è notevolmente simile a quella trovata in oggetti simili nella galassia interna. Le osservazioni indicano che molecole organiche complesse si formano con efficienza simile anche ai margini della nostra galassia, dove l’ambiente è molto diverso da quello solare.

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Si ritiene che la parte esterna della nostra galassia ospiti ancora un ambiente primitivo che esisteva nella prima era della formazione delle galassie. Le caratteristiche ambientali della galassia più esterna, per esempio, bassa abbondanza di elementi pesanti, poca o nessuna perturbazione dei bracci di spirale galattica, differiscono molto da quelle che vediamo nell’attuale vicinato solare. Grazie alle sue proprietà uniche, l’Extreme Outer Galaxy è un eccellente laboratorio per studiare la formazione stellare e il mezzo interstellare nell’ambiente galattico passato.

«Utilizzando ALMA, siamo stati in grado di vedere una stella in formazione e il suo bozzolo molecolare circostante ai margini della nostra galassia», afferma Takashi Shimonishi, astronomo dell’Università di Niigata, in Giappone, e autore principale del documento di ricerca. «Con nostra sorpresa, una varietà di molecole organiche complesse è abbondante nell’ambiente primordiale dell’estrema galassia esterna. Le condizioni interstellari per la formazione di complessi chimici potrebbero essere persistite fin dalle origini dell’universo», aggiunge Shimonishi.

«Queste osservazioni hanno rivelato che molecole organiche complesse possono formarsi in modo efficiente anche in ambienti a basso contenuto metallico come le regioni esterne della nostra galassia. Questa scoperta fornisce un pezzo importante del puzzle per capire come si formano le molecole organiche complesse nell’universo», afferma Kenji Fruya , astronomo presso l’Osservatorio Astronomico Nazionale in Giappone e coautore dell’articolo.

Tuttavia, non è ancora chiaro se questa complessità chimica sia comune nella parte esterna della galassia. Le molecole organiche complesse sono di particolare interesse, perché alcune di esse sono attaccate alle molecole prebiotiche formate nello spazio. Il team prevede di osservare un numero maggiore di regioni di formazione stellare in futuro e spera di chiarire se i sistemi chimicamente ricchi, come si vedono nel nostro sistema solare, sono onnipresenti nella storia dell’universo.

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Riferimento: «Hot Molecular Core Discovery in the Extreme Outer Galaxy» di Takashi Shimonishi, Natsuko Izumi, Kenji Furuya e Chikako Yasui, 1 dicembre 2021 Disponibile qui Giornale Astrofisico.
DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ac289b

Questo lavoro è sostenuto da una sovvenzione in aiuto della Japan Society for the Promotion of Science (19H05067, 21H00037, 21H01145).