Misteriosi oggetti ghiacciati interstellari

Un nuovo sito per la formazione di molecole organiche? Gli astronomi dell’Università di Niigata e dell’Università di Tokyo (Giappone) hanno condotto osservazioni molecolari di gas di due enigmatici oggetti interstellari utilizzando l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Cile.

 

 

Si ritiene che le molecole organiche che fungono da mattoni della vita si formino nello spazio, ma i loro esatti siti di formazione e i meccanismi di consegna ai pianeti rimangono un grande mistero in astronomia e nelle scienze planetarie.

Uno degli elementi chiave per risolvere questo mistero è la presenza di ghiaccio negli ambienti interstellari.

Nelle regioni fredde, dense e schermate della galassia, gli atomi e le molecole aderiscono alle superfici di particelle solide di dimensioni submicroniche (polvere), portando alla formazione di ghiacci interstellari. Questo processo è simile a come si forma la neve nelle nuvole terrestri.

Gli astronomi dell’Università di Niigata e dell’Università di Tokyo (Giappone) hanno condotto osservazioni molecolari di gas di due enigmatici oggetti interstellari utilizzando l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Cile.

Questi oggetti sono stati precedentemente scoperti dal satellite giapponese a infrarossi AKARI nel 2021 e sono noti per essere ricchi di ghiacci interstellari contenenti acqua e molecole organiche, anche se le loro proprietà sono rimaste poco chiare.

Tipicamente, i ghiacci interstellari vengono rilevati in regioni dense di nubi di formazione stellare, ma questi due oggetti non appartengono a nessuna regione nota di formazione stellare.

Il team di ricerca ha usato il telescopio ALMA per osservarli a una lunghezza d’onda di circa 0,9 mm.

Mentre le osservazioni a infrarossi sono efficaci per lo studio dei materiali solidi, le osservazioni radio sono più utili per analizzare il movimento e la composizione dei gas associati.

Se questi due oggetti interstellari stessero formando stelle, l’alta risoluzione spaziale e la sensibilità di ALMA rileverebbero varie emissioni molecolari.

Inoltre, se una nube molecolare precedentemente non rilevata fosse presente nella direzione di questi oggetti, apparirebbe come emissioni di gas spazialmente estese nel monossido di carbonio.

Tuttavia, le osservazioni hanno rivelato qualcosa di diverso da entrambe queste aspettative.

Nelle posizioni dei due oggetti ghiacciati, sono state rilevate solo linee di emissione molecolare di monossido di carbonio e monossido di silicio, che mostrano una distribuzione molto compatta di meno di un secondo d’arco.

Utilizzando i dati di ALMA, l’equipe ha analizzato la distanza, il movimento, le dimensioni e la composizione chimica del gas molecolare associato a questi oggetti.

Ad esempio, sulla base dell’analisi delle loro velocità in linea di vista, è stato suggerito che i due oggetti si trovino a circa 30.000-40.000 anni luce di distanza dalla Terra.

Inoltre, la significativa differenza nelle loro velocità indica che questi oggetti sono cinematicamente indipendenti e situati a distanze diverse, nonostante siano separati solo da circa 3 minuti d’arco sulla sfera celeste e mostrino colori, luminosità e caratteristiche del ghiaccio interstellare simili.

Gli oggetti interstellari con ghiaccio sono solitamente incorporati in grandi quantità di polvere, facendoli brillare intensamente nel lontano infrarosso e nelle lunghezze d’onda submillimetriche.

Tuttavia, le osservazioni di ALMA in questo studio non hanno rilevato radiazioni submillimetriche provenienti dai due oggetti ghiacciati, rivelando un’insolita distribuzione di energia che non corrisponde alle caratteristiche degli oggetti ghiacciati interstellari precedentemente noti.

Inoltre, le osservazioni di ALMA hanno rivelato che il rapporto tra monossido di silicio e monossido di carbonio nei due oggetti è significativamente più alto di quello che si osserva tipicamente nelle normali nubi molecolari.

Tale monossido di silicio abbondante si trova di solito solo nelle regioni in cui la polvere interstellare viene distrutta da intense onde d’urto, suggerendo che i due oggetti sono associati a una fonte di energia che disturba fortemente il gas.

Le proprietà uniche dei misteriosi oggetti ghiacciati rivelati da ALMA non possono essere spiegate dalle caratteristiche di qualsiasi oggetto noto associato ai ghiacci interstellari, come le stelle di nuova formazione, le stelle giovani con dischi protoplanetari, le stelle evolute che mostrano un’intensa perdita di massa, o le stelle luminose situate dietro le dense nubi molecolari.

“Potrebbero rappresentare una nuova classe di oggetti interstellari che forniscono un ambiente favorevole alla formazione di ghiaccio e molecole organiche“, afferma Takashi Shimonishi, astronomo dell’Università di Niigata, in Giappone, e autore principale dell’articolo.

“Le future osservazioni ad alta risoluzione del gas associato con il telescopio ALMA, insieme a studi più dettagliati di ghiaccio e polvere con il telescopio spaziale James Webb, potrebbero far luce sulla natura di questi misteriosi oggetti ghiacciati“, spera Takashi Shimonishi.

I risultati sono stati pubblicati su The Astrophysical Journal il 25 febbraio 2025.

 

 

Immagine: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Shimonishi et al. (Niigata Univ.)