Per la prima volta, una forma complessa di carbonio, cruciale per la vita sulla Terra, è stata individuata in una nube molecolare distante circa 430 anni luce, nota come nube molecolare del Toro. La scoperta, realizzata da un team di ricercatori guidato da Brett McGuire del Massachusetts Institute of Technology (MIT), apre nuovi scenari per la comprensione della nascita della vita e della sua possibile origine extraterrestre.
Questa nube, una delle più vicine alla Terra, è caratterizzata da temperature estremamente basse, che permettono ai composti complessi di stabilizzarsi. Il pirene, un composto carbonioso presente anche su alcuni asteroidi, è stato rilevato in quest’area grazie alle avanzate capacità del Green Bank Observatory in West Virginia, che ha individuato le “impronte” radio della molecola attraverso tecniche di spettroscopia all’avanguardia. “Il pirene era da tempo sotto la lente dei ricercatori“, specialmente dopo che grandi quantità di questa molecola furono trovate nei campioni prelevati dall’asteroide Ryugu e portati sulla Terra nel 2020 dalla missione giapponese Hayabusa-2. La presenza di pirene aveva infatti alimentato l’ipotesi che una sua parte cospicua provenisse proprio dalla nube fredda e primordiale da cui ebbe origine il nostro Sistema solare.
Il ruolo del pirene e del cianopirene nella chimica della vita
Il carbonio, in grado di formare catene molecolari complesse e legami chimici forti, è essenziale per le strutture biologiche. Sebbene il monossido di carbonio rappresenti la forma più abbondante di carbonio nell’universo, esso deve attraversare una serie di trasformazioni chimiche per arrivare a formare composti complessi necessari per la vita. McGuire e i suoi colleghi si sono concentrati sul pirene, una molecola policiclica aromatica con una struttura a quattro anelli, considerata cruciale per il passaggio dal monossido di carbonio a composti organici più evoluti.
Tuttavia, a causa della difficoltà nel rilevare direttamente il pirene puro, il team ha cercato un suo derivato: il cianopirene, ossia una molecola di pirene legata a un gruppo di cianuro. Confrontando i segnali radio rilevati con le firme di cianopirene ricreate in laboratorio, McGuire e il suo team hanno confermato la presenza di questa molecola nella nube molecolare del Toro. “Ora, stiamo vedendo entrambe le estremità di questo ciclo di vita“, ha spiegato McGuire, “stiamo vedendo la documentazione archeologica chimica nel nostro sistema solare negli asteroidi e sulla Terra, e ora stiamo guardando indietro nel tempo in un luogo in cui si formerà un altro sistema solare“.
La nube molecolare del Toro: un laboratorio cosmico a bassa temperatura
Le condizioni estreme della nube molecolare del Toro, con temperature che raggiungono i 10 gradi sopra lo zero assoluto (-263 °C), rappresentano uno degli ambienti più freddi osservati finora. In questa sorta di laboratorio cosmico, le molecole di carbonio come il cianopirene possono esistere in uno stato primordiale, offrendo agli scienziati un’occasione unica per studiare le reazioni chimiche primordiali che possono precedere la formazione di una stella. “Stiamo assistendo all’inizio della documentazione archeologica“, ha aggiunto McGuire, sottolineando come la scoperta permetta di osservare il carbonio complesso ben prima della nascita di un sistema stellare.
Le implicazioni per l’origine della vita sulla Terra
Se la presenza di cianopirene e di altri composti complessi nella nube molecolare del Toro fosse rappresentativa di altre zone dello spazio, si potrebbe ipotizzare che questi composti siano estremamente comuni e costituiscano “uno dei più grandi serbatoi chimici di carbonio complesso nell’universo“. In tal caso, sarebbe plausibile che tali molecole abbiano viaggiato attraverso lo spazio su meteoriti e asteroidi, depositandosi su pianeti come la Terra e fornendo i mattoni necessari alla nascita della vita.
Questa scoperta, secondo Martin McCoustra della Heriot-Watt University nel Regno Unito, è un passo importante per comprendere come i composti chimici si evolvano verso molecole complesse come gli acidi nucleici, fondamentali per la vita. “Non è semplice spiegare come si formano le molecole di pirene in primo luogo“, ha spiegato McCoustra. “Cos’altro c’è in quell’ambiente che ci porterebbe ai pirenei? Stiamo vedendo qui una comprensione molto più ricca della chimica complessa legata a queste molecole aromatiche“.
La strada futura della chimica interstellare
Grazie alla capacità degli scienziati di osservare la struttura chimica dei composti nello spazio profondo, i chimici e astrobiologi stanno progressivamente ricostruendo la complessa catena di reazioni che potrebbero portare alla vita. Le condizioni osservate nella nube molecolare del Toro potrebbero rappresentare uno scenario comune nelle prime fasi di molti sistemi stellari, suggerendo che i composti essenziali per la vita potrebbero formarsi frequentemente nelle vastità del cosmo.
Sebbene ci siano ancora molte domande aperte, questa scoperta fornisce ai ricercatori uno strumento unico per indagare ulteriormente le tappe precursori alla vita. Come ha spiegato McCoustra, “trovare queste molecole e l’ambiente in cui si trovano significa che i chimici possono iniziare a delineare le reazioni chimiche precise e i percorsi che alla fine hanno portato agli elementi costitutivi della vita sulla Terra“.
Resta ancora da chiarire se questo idrocarburo si sia formato autonomamente nella nube fredda o se provenga da altrove nell’universo, magari da processi di combustione ad alta energia intorno a stelle in fase di estinzione. Per gli autori della ricerca, i risultati rappresentano “una solida prova del fatto che il pirene potrebbe essere stato la fonte di gran parte del carbonio nel nostro Sistema solare“, aprendo così nuovi scenari sul ruolo delle molecole organiche nella nascita dei sistemi planetari.
