Gli occhi di telescopi e spettrometri a caccia del fosforo nello spazio

“Fa bene alla memoria ed è indispensabile per la vita”. E’ quanto afferma l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)  in un tweet per allertare l’uscita, sulla sua newsletter, di un articolo che parla del fosforo e  del suo  lungo viaggio nello spazio. Un viaggio,  non più avvolto nel mistero, ma finalmente documentato grazie alle osservazioni di un gruppo di astronomi guidati da Victor Rivilla, ricercatore all’Osservatorio astrofisico di Arcetri dell’Inaf. Presente nel Dna e nelle membrane cellulari, questa molecola è un elemento essenziale per la vita così come la conosciamo e come è apparsa sulla Terra circa 4 miliardi di anni fa.  Ma quali sono i processi che l’hanno resa possibile? Il nuovo studio di  Victor Rivilla e colleghi, pubblicato oggi dalla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dà una risposta a questo interrogativo mostrando i nuovi risultati di Alma (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array), di cui l’Osservatorio europeo australe (Eso) è partner, e dello strumento Rosina della sonda  Rosetta  che individuano nel monossido di fosforo l’elemento chiave nel rompicapo sull’origine della vita.

Grazie alla potenza di Alma, gli astronomi hanno potuto guardare dettagliatamente la regione di formazione stellare Afgl 5142, e individuare i luoghi in cui si formano molecole contenenti fosforo, come il monossido di fosforo. In particolare il loro sguardo ha indagato le nubi interstellari, regioni di formazione di nuove stelle e sistemi planetari e considerate i luoghi ideali dove cercare i mattoni costitutivi la vita.

Gli astronomi hanno così visto che le molecole che contengono fosforo vengono create quando si formano stelle massicce, che all’inizio della loro vita emettono flussi di gas che scavano cavità nelle nubi interstellari. Le molecole contenenti fosforo si formano sulle pareti di queste cavità, attraverso l’azione combinata di urti e radiazioni della giovane stella.  Rivilla e colleghi hanno anche dimostrato che il monossido di fosforo è la molecola più abbondante sulle pareti della cavità, tra tutte le molecole contenenti fosforo.

Dopo aver osservato con Alma  che questa molecola “nasce”nelle regioni di formazione stellare , il gruppo di astronomi ha voluto accertarsi di come questa si sposta nello spazio e, con l’idea di seguire le tracce di questi composti,  sono  passati a un oggetto del Sistema Solare: la cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko. Quando nel processo di formazione stellare, spiegano gli scienziati,  le pareti della cavità collassano per formare una stella (non particolarmente massiccia, come il Sole), il monossido di fosforo può congelarsi e rimanere intrappolato nei granelli di polvere ghiacciata, che rimangono intorno alla nuova stella. E, ancor prima che la stella sia completamente formata, i granelli di polvere cominciano ad aggregarsi per formare prima sassolini, poi rocce e infine comete, che diventano così trasportatori di monossido di fosforo.

Antennas of the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), on the Chajnantor Plateau in the Chilean Andes. The Large and Small Magellanic Clouds, two companion galaxies to our own Milky Way galaxy, can be seen as bright smudges in the night sky, in the centre of the photograph.

In precedenza lo spettrometro  Rosina, Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis, a bordo della sonda Rosetta in orbita intorno a 67P,  per due anni aveva raccolto dati dalla cometa e gli astronomi, analizzandoli, avevano trovato tracce di fosforo.  Ma allora  non sapevano di quale molecola si trattasse. Kathrin Altwegg, principal investigator di Rosina e co-autrice del nuovo studio, avendo il sospetto che potesse trattarsi di monossido di fosforo ha  nuovamente verificato i dati in suo possesso ed ha scoperto che,effettivamente,  si tratta proprio di monossido di fosforo. “Il fosforo è essenziale per la vita come la conosciamo- spiega  Altwegg – e, dato che le comete hanno probabilmente fornito grandi quantità di composti organici alla Terra, il monossido di fosforo trovato nella cometa 67P potrebbe rafforzare il legame tra le comete e la vita sulla Terra”.

Questo primo avvistamento del monossido di fosforo su una cometa aiuta, quindi,  gli astronomi a stabilire una connessione tra le regioni di formazione stellare, dove la molecola viene creata, e la Terra. “La combinazione dei dati di Alma e di Rosina  – spiega Rivilla, – ha rivelato una sorta di filo chimico durante l’intero processo di formazione stellare, in cui il monossido di fosforo svolge il ruolo dominante”. Secondo Altwegg, questo affascinante viaggio ha potuto essere documentato grazie alla collaborazione tra astronomi e “il rilevamento del monossido di fosforo – conclude –  è stato chiaramente ottenuto grazie a uno scambio interdisciplinare tra telescopi sulla Terra e strumenti nello spazio”.

Rita Lena

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