22/09/2021

Important descobriment d'abundància de molècules orgàniques complexes en sistemes planetaris joves

La vida existeix en un altre lloc més que a la Terra? Aquesta és la pregunta. Però si ara els astrònoms saben que hi ha planetes a tot arreu de l’Univers, encara no saben si presenten les condicions necessàries per a l’aparició de la vida. El treball realitzat amb el telescopi ALMA està donant algunes respostes. Treuen a la llum grans quantitats de molècules orgàniques en llocs on es formen planetes.

Clic per engrandir. Els investigadors han decidit escanejar discs protoplanetaris a la recerca
de molècules orgàniques. El seu objectiu: comprendre si la vida podria haver sorgit en qualsevol
altre lloc de l'Univers. Crèdit: Mopic, Adobe Stock.

Què passaria si les condicions químiques que van conduir a l’aparició de la vida a la Terra finalment no fossin rares? Aquesta és la pregunta que plantegen treballs publicats recentment en el marc del projecte Maps (Molècules amb ALMA a les escales de formació de planetes). Al llarg de 20 articles científics publicats a la  revista "The Astrophysical Journal Supplement Series", els investigadors detallen com acaben de descobrir, al cor dels discs protoplanetaris que envolten estrelles joves "importants dipòsits" de molècules orgàniques.

Aquestes molècules diuen els astrònoms, no són simples molècules basades en el carboni com el monòxid de carboni (CO), que es troba en abundància en l'espai. Són més elaborades. Les teories els converteixen en els  "ingredients crus" per construir les molècules que són la base de la química biològica a la Terra. Els experiments de laboratori ho han confirmat. Quan les condicions són adequades, permeten la formació de  sucres, aminoàcids i fins i tot els components de l'àcid ribonucleic, el famós ARN. Els maons essencials per a la vida.

Molts entorns en què els investigadors ja han estat capaços de trobar aquest tipus de molècula orgànica complexa es poden qualificar de poc interessants. "Aquesta vegada, volíem saber si aquestes molècules estan presents als llocs on neixen els planetes, als discs protoplanetaris", explica John Ilee, astrònom de la Universitat de Leeds (Regne Unit), en un comunicat de premsa.

Clic per engrandir. En aquesta imatge, la fila superior mostra l’emissió de grans
de pols (de mida mil·limètrica) en quatre discs protoplanetaris estudiats pels investigadors.
La fila inferior mostra una imatge composta en tres colors de l’emissió de les grans molècules
orgàniques HC3N (vermell), CH3CN (verd) i cC3H2 (blau) a cada disc. Els cercles de punts,
amb un radi de 50 unitats astronòmiques, indiquen l’escala de la regió de formació de cometes
al nostre sistema solar. Crèdit: John Ilee, Universitat de Leeds.

Més molècules orgàniques de les esperades

Aquestes observacions es van fer utilitzant el telescopi ALMA, sigles d'Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (Gran Conjunt Mil·limètric/Submil·limètric d'Atacama) a Xile, capaç de detectar senyals molt febles de molècules situades a regions fredes de l’Univers. Senyals com les empremtes digitals que informen els investigadors sobre la identitat de les molècules que les van emetre.  

Però els investigadors van trobar principalment tres molècules més complexes: cianoacetilè (HC3N), acetonitril (CH3CN) i ciclopropenilidè (cC3H2). "La nostra anàlisi demostra que aquestes molècules també es localitzen principalment en aquestes regions internes d'aquests discs, a escales de mida similars al nostre sistema solar, amb abundàncies entre 10 i 100 vegades superiors a les previstes pels models", especifica John Ilee. I és precisament en aquestes regions on es formen els asteroides i els cometes. Aquests objectes que es creu que van sembrar la nostra Terra. Els astrònoms imaginen així que un procés similar al que va iniciar l'aparició de la vida al nostre planeta també es podria produir en aquests discs protoplanetaris.

Clic per engrandir. Sobre aquesta imatge composta construïda a partir de dades d’ALMA
de la jove estrella HD 163296, descobrim l’emissió de cianur d’hidrogen (HCN), situada
sobre una imatge artística d’un camp estel·lar. Crèdit: ALMA (ESO, NAOJ, NRAO), D. Berry
(NRAO), K. Öberg  et al (Maps)

Comprendre com s’uneixen els ingredients de la vida

Si hi ha tanta abundància d’aquestes molècules als discs protoplanetaris, es poden observar molècules encara més complexes. Continuarem la nostra recerca en aquesta direcció amb ALMA. Si obtenim resultats, estarem encara més a prop d’entendre com es poden reunir els ingredients de la vida al voltant d’altres estrelles”, assenyala John Ilee.

El que també van observar els investigadors és una distribució no uniforme d’aquestes molècules entre i fins i tot dins dels discs protoplanetaris. Això suggereix que els planetes que es formen en discs diferents o en llocs diferents del mateix disc, també poden evolucionar en entorns químics radicalment diferents. Per tant, es poden formar alguns planetes amb tot el necessari per fer emergir la vida, mentre que els seus veïns no. No hi ha dubte que ALMA permetrà aclarir una mica més aquestes qüestions fonamentals en el futur.


Ho he vist aquí.