Prima rilevazione di metanolo pesante nello spazio

L'alcol nello spazio Prima rilevazione di metanolo pesante nello spazio

2026-10-15 Fonte: comunicato stampa Istituto Max Planck di radioastronomia | Tradotto dall'IA 3 min Tempo di lettura

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L'universo riserva scoperte sorprendenti. Ad esempio, i ricercatori dell'Istituto Max Planck di Radioastronomia hanno rilevato per la prima volta il metanolo pesante (CD₃OD) in una nube interstellare. È considerato il nucleo da cui hanno origine molecole organiche complesse e permette di trarre conclusioni su come si formano stelle e pianeti a partire da gas e polvere interstellari estremamente freddi.

La nube molecolare di Perseo si trova a circa 1000 anni luce dalla Terra. Intorno ad almeno una delle stelle molto giovani ancora immerse al suo interno è presente una rara forma di alcol organico, il metanolo. Nell’ambito dello studio attuale, questa sostanza è stata rilevata per la prima volta in assoluto nello spazio.(Immagine: Ekaterina Moerova / MPIfR; Immagine di sfondo: NASA, CXC, SSC, NOAO, DSS; Immagine 3D di Methanol: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Methanol#section=3D-Conformer) — La nube molecolare di Perseo si trova a circa 1000 anni luce dalla Terra. Intorno ad almeno una delle stelle molto giovani ancora immerse al suo interno è presente una rara forma di alcol organico, il metanolo. Nell’ambito dello studio attuale, questa sostanza è stata rilevata per la prima volta in assoluto nello spazio.
(Immagine: Ekaterina Moerova / MPIfR; Immagine di sfondo: NASA, CXC, SSC, NOAO, DSS; Immagine 3D di Methanol: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Methanol#section=3D-Conformer)

Il metanolo (CH₃OH) – l’alcol organico più semplice – svolge un ruolo fondamentale nella formazione di composti organici complessi nello spazio interstellare. Nell’ambito di uno studio condotto da Arnaud Belloche dell’Istituto Max Planck di Radioastronomia, gli astronomi hanno rilevato per la prima volta metanolo completamente deuterato (CD₃OD) nello spazio. In questo «metanolo pesante», tutti gli atomi di idrogeno sono stati sostituiti dal deuterio. Ciò consente di verificare le previsioni fondamentali dei modelli chimici.

Una molecola chiave nel cocktail cosmico

Già nei sistemi stellari molto giovani sono presenti molecole complesse come l’isopropanolo. Gli esperimenti suggeriscono che queste si formino sulla superficie dei granelli di polvere ghiacciati, ancora prima che la stella inizi a brillare. Il metanolo svolge in questo contesto un ruolo chiave: sui granelli può reagire lentamente con atomi quali carbonio, ossigeno e idrogeno, dando origine a composti sempre più grandi. Non appena la stella inizia a brillare e riscalda l’ambiente circostante, le molecole organiche complesse vengono rilasciate sotto forma di gas. Da quel momento in poi, le loro tracce possono essere osservate con telescopi come l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma), un network di radiotelescopi situato nel deserto di Atacama, in Cile.

Per comprendere quali reazioni e processi siano importanti per la formazione di molecole complesse, è necessario disporre di un inventario il più completo possibile dei composti chimici presenti attorno alle stelle molto giovani. Le molecole deuterate sono particolarmente interessanti perché si formano solo in condizioni di freddo estremo, tipiche delle prime fasi della formazione stellare. Al centro dell’attenzione c’è il metanolo: dalla comune forma base con idrogeno normale, passando per le forme più rare deuterate una o più volte, fino alla forma completamente deuterata. Finora, in questo ambito, vi era una lacuna osservativa.

Ritrovamento unico nella nube molecolare di Perseo

Nell’ambito del programma Alma Compass (Complex Organic Molecules in Protostars with Alma Spectral Surveys), i ricercatori hanno osservato undici giovani sistemi stellari. Tra questi vi è la protostella IRAS4A2, situata a circa 1.000 anni luce di distanza nella nube molecolare di Perseo. Qui il team ha ora rilevato per la prima volta la firma inconfondibile del metanolo completamente deuterato (CD₃OD). Si tratta inoltre della prima osservazione in assoluto di una molecola interstellare deuterata quattro volte.

«La deuterazione ci permette di seguire l’evoluzione chimica delle molecole durante la formazione di stelle e pianeti», spiega Silvia Spezzano, responsabile del gruppo di ricerca presso l’Istituto Max Planck di Fisica Extraterrestre e coautrice dello studio attuale. «In questo modo possiamo comprenderne la chimica e, in ultima analisi, anche come la complessità molecolare si trasferisca dalle nubi interstellari ai sistemi planetari.»

I modelli teorici non corrispondono ai risultati sperimentali

Il team non solo è riuscito a dimostrare l’esistenza del CD₃OD nell’IRAS4A2, ma ha anche determinato la frequenza delle diverse varianti del metanolo. È emerso che la forma completamente deuterata è circa cento volte più frequente di quanto previsto teoricamente. Nessuno dei modelli chimici attualmente disponibili è in grado di spiegare questa elevata percentuale di CD₃OD. «Sembra quindi che in tutti questi modelli manchi un processo fondamentale che favorisca la formazione di metanolo multiplamente deuterato», spiega il responsabile dello studio, il dott. Arnaud Belloche.

I dati di IRAS4A2 nascondono ancora di più: sono presenti linee spettrali non identificate. Alla luce del rilevamento di CD₃OD, gli astronomi ipotizzano che alcune di queste linee possano provenire dalle forme multiplamente deuterate del metanolo, CH₂DOD e CHD₂OD. Si sta già lavorando sui relativi dati di laboratorio, che ancora mancano per una conferma certa. «Presso il Centro per gli studi astrochimici dell’Istituto Max Planck per la fisica extraterrestre stiamo conducendo un programma di laboratorio sistematico per analizzare gli spettri di molecole organiche complesse deuterate, tra cui CH₂DOD e CHD₂OD», riferisce Spezzano. Il responsabile dello studio, Belloche, aggiunge: «Qui si evidenzia quanto sia importante l’interazione tra osservazione, sperimentazione e modellizzazione». Contemporaneamente allo studio attuale ne verranno pubblicati altri sei, realizzati nell’ambito del progetto Compass. Insieme, mettono in luce la varietà delle molecole organiche complesse presenti nello spazio.

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Originalepubblicazione: Belloche, A. et al.: Molecole organiche complesse nelle protostelle con indagini spettrali ALMA (COMPASS) – VII. Primo rilevamento interstellare di metanolo completamente deuterato, Astronomy & Astrophysics 714 (2026); DOI: 10.1051/0004-6361/202558725