La recente scoperta di ghiaccio d’acqua semi-pesante attorno alla protostella L1527 IRS, situata a circa 460 anni luce dalla Terra, segna un importante traguardo per l’astronomia. Grazie al telescopio spaziale James Webb , gli scienziati hanno potuto analizzare la composizione chimica di questo ambiente stellare, fornendo indizi significativi sull’origine dell’acqua nel Sistema solare. Questa scoperta non solo arricchisce le nostre conoscenze sull’evoluzione delle stelle, ma offre anche spunti per comprendere meglio come l’acqua sia arrivata sulla Terra e sugli altri corpi celesti.
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La natura del ghiaccio d’acqua semi-pesante
L’acqua pesante è una forma di acqua che contiene deuterio, un isotopo stabile dell’idrogeno. A differenza della comune acqua H2O, composta da due atomi di idrogeno e uno di ossigeno, l’acqua semi-pesante è costituita da un atomo di idrogeno e uno di deuterio insieme a un atomo di ossigeno. Questa variazione nella composizione molecolare conferisce all’acqua pesante una densità maggiore rispetto all’acqua normale.
In natura, l’acqua semi-pesante si trova in quantità molto ridotte. Tuttavia, il suo studio è cruciale perché rappresenta un indicatore utile per risalire alle condizioni in cui si è formata l’acqua normale. Misurando il rapporto tra le molecole contenenti deuterio rispetto a quelle con idrogeno ordinario nelle varie fonti acquatiche del Sistema solare – come oceani e comete – gli scienziati possono ottenere informazioni preziose sulle origini chimiche dell’acqua.
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Nei nostri oceani e nelle comete esiste già una frazione significativa di acqua pesante; infatti fino a una molecola su duemila può essere identificata come tale. Questo dato suggerisce che parte dell’acqua presente nel Sistema solare potrebbe essersi formata in ambienti freddi molto prima della nascita del Sole stesso.
La scoperta attorno alla protostella L1527 IRS
Il recente articolo pubblicato su ApJ Letters ha rivelato che grazie al JWST è stato possibile misurare il rapporto elevato di acqua semi-pesante intorno alla protostella L1527 IRS durante la sua fase embrionale. Prima delle osservazioni effettuate dal JWST, era difficile ottenere dati affidabili sul rapporto di deuterazione nelle regioni stellari poiché queste erano soggette ad alterazioni chimiche significative quando si trovavano nella fase gassosa.
Katie Slavicinska, dottoranda presso l’Università di Leiden e autrice principale dello studio ha affermato: “Grazie all’incredibile sensibilità del JWST possiamo osservare chiaramente la firma spettrale del ghiaccio d’acqua semi-pesante.” Queste osservazioni supportano ulteriormente l’ipotesi secondo cui parte dell’acqua presente nel nostro sistema planetario potrebbe essersi formata prima della nascita dei pianeti stessi.
La posizione della protostella L1527 IRS nella costellazione del Toro offre agli astronomi opportunità senza precedenti per studiare i processi primordiali legati alla formazione delle stelle simili al Sole. Il confronto tra i dati ottenuti da questa stella giovane e quelli raccolti da altre fonti acquatiche nel Sistema solare rivela somiglianze sorprendenti nei rapporti isotopici.
Implicazioni scientifiche della ricerca
Le implicazioni scientifiche derivanti dalla scoperta sono notevoli; esse suggeriscono che gran parte del ghiaccia d’acqua attraversa le fasi della formazione stellare mantenendo gran parte della sua composizione originale intatta nel tempo. Ewine van Dishoeck, professoressa presso l’Università olandese citata nello studio ha sottolineato: “Questa scoperta aggiunge evidenze crescenti riguardo al fatto che il ghiaccio mantiene la sua integrità attraverso diverse fasi evolutive.”
Tuttavia esistono ancora discrepanze nei dati raccolti: il rapporto misurato in L1527 IRS risulta leggermente superiore rispetto a quello registrato in alcune comete ed anche nell’acqua terrestre stessa. Gli autori dello studio ipotizzano diverse spiegazioni possibili per questa differenza; ad esempio potrebbero esserci state alterazioni chimiche durante la formazione delle comete o differenti condizioni ambientali tra le nubi oscure primordiali dove si sono sviluppate queste entità celesti.
Per approfondire ulteriormente questi aspetti complessi gli scienziati stanno progettando nuove osservazioni mirate utilizzando sempre il telescopio James Webb insieme ad altri strumenti avanzati come Atacama Large Millimeter/submillimeter Array . Queste future ricerche potrebbero fornire ulteriori chiarimenti sulle origini dell’acqua non solo sulla Terra ma anche negli altri corpi celesti.