Il James Webb Space Telescope (JWST) ha confermato ufficialmente il rilevamento del radicale metilico (CH₃) al di fuori della Via Lattea per la prima volta, segnando una pietra miliare significativa nella chimica extragalattica. In uno studio pubblicato su Nature Astronomy il 6 febbraio 2026, i ricercatori hanno identificato questa molecola vitale insieme a una "ricchezza senza precedenti" di composti organici all'interno del nucleo profondamente oscurato della vicina galassia infrarossa luminosa IRAS 07251–0248. Guidata dal Center for Astrobiology (CAB), CSIC-INTA, e supportata dalla modellazione dell'Università di Oxford, la scoperta suggerisce che gli ambienti galattici estremi agiscano come fabbriche chimiche ad alta efficienza.
Le galassie infrarosse ultraluminose come IRAS 07251–0248 sono tra gli ambienti più energetici e polverosi dell'universo locale. Le loro regioni centrali sono spesso avvolte da dense nubi di gas e polvere che bloccano la luce visibile, nascondendo efficacemente i processi chimici che avvengono vicino al buco nero supermassiccio centrale. Questa ricerca è stata specificamente progettata per penetrare queste barriere, utilizzando le avanzate capacità infrarosse del James Webb Space Telescope per osservare la chimica "sepolta" che i precedenti osservatori, come il telescopio spaziale Spitzer, non potevano risolvere con tale precisione.
Il rilevamento del radicale metilico al di fuori della Via Lattea è confermato da questo studio?
Sì, questo studio conferma il primo rilevamento del radicale metilico (CH₃) al di fuori della nostra galassia, specificamente all'interno del nucleo della galassia infrarossa ultraluminosa IRAS 07251–0248. Utilizzando la spettroscopia ad alta risoluzione del James Webb Space Telescope, i ricercatori hanno identificato questa molecola altamente reattiva insieme a una serie di idrocarburi complessi, tra cui benzene, acetilene e triacetilene, dimostrando che questi precursori chimici sono abbondanti negli ambienti extragalattici estremi.
L'identificazione del radicale metilico è particolarmente significativa perché funge da intermedio chiave nella formazione di molecole organiche più grandi e complesse. Secondo l'autore principale, il Dr. Ismael García Bernete, precedentemente a Oxford e ora al CAB, le abbondanze riscontrate erano molto più elevate di quanto previsto dai modelli teorici attuali. Questa discrepanza suggerisce una fonte continua di carbonio in questi nuclei galattici, probabilmente guidata dalla frammentazione di materiali carboniosi più grandi. La presenza di CH₃ in un ambiente così volatile fornisce un nuovo punto di riferimento per comprendere come la chimica del carbonio si evolva sotto intense radiazioni e forze gravitazionali.
In che modo il James Webb Space Telescope rivela le molecole organiche nei nuclei galattici oscurati?
Il James Webb Space Telescope rivela le molecole organiche utilizzando il suo Mid-Infrared Instrument (MIRI) e il NIRSpec per catturare la luce nell'intervallo di lunghezze d'onda tra 3 e 28 micron. Queste lunghezze d'onda infrarosse possono penetrare le dense nubi di polvere che disperdono la luce visibile, consentendo al telescopio di rilevare le "impronte digitali" uniche o le firme spettrali di molecole in fase gassosa, ghiacci e granelli carboniosi solidi nascosti nel profondo del cuore di una galassia.
La metodologia impiegata dal team internazionale ha comportato la combinazione dei dati di NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) e MIRI per caratterizzare la temperatura e l'abbondanza delle specie chimiche. Analizzando le linee di assorbimento ed emissione all'interno dell'intervallo 3–28 micron, i ricercatori hanno potuto distinguere tra diversi stati della materia, come i ghiacci d'acqua e i granelli di polvere carboniosa. Questa sofisticata modellazione, sviluppata in parte dall'Università di Oxford, ha permesso al team di isolare gli effetti dei raggi cosmici. Hanno scoperto che queste particelle ad alta energia sono probabilmente responsabili della frantumazione degli idrocarburi policiclici aromatici (PAH), rilasciando molecole organiche più piccole nella fase gassosa dove possono essere rilevate.
Lo studio evidenzia una chiara correlazione tra l'intensità della ionizzazione dei raggi cosmici e l'abbondanza di idrocarburi. In questi nuclei densi e sepolti, la concentrazione di raggi cosmici è significativamente più alta rispetto allo spazio interstellare standard. Questo ambiente di radiazioni intense agisce essenzialmente come un catalizzatore, abbattendo i grani di polvere più grandi nella "fabbrica" di piccole molecole organiche osservata dal James Webb Space Telescope. Questo processo spiega perché la ricchezza chimica di IRAS 07251–0248 superi quella di galassie più quiescenti.
Queste molecole organiche potrebbero essere collegate alle origini della vita?
Sebbene piccole molecole organiche come il benzene e il metano non siano biologiche, esse rappresentano precursori critici nella chimica prebiotica necessari per l'eventuale formazione di aminoacidi e nucleotidi. La loro scoperta in galassie lontane suggerisce che i mattoni fondamentali della vita siano onnipresenti in tutto l'universo, anche negli ambienti più estremi e "ostili", lontani dalle condizioni simili a quelle terrestri.
La Professoressa Dimitra Rigopoulou del Dipartimento di Fisica dell'Università di Oxford sottolinea che, sebbene queste molecole non si trovino nelle cellule viventi in quanto tali, esse sono passaggi vitali in una catena chimica. Il rilevamento di benzene (C₆H₆), metano (CH₄) e diacetilene (C₄H₂) in una galassia a milioni di anni luce di distanza indica che il "kit di strumenti chimici" richiesto per la vita complessa non è esclusivo della Via Lattea. Invece, queste molecole vengono elaborate e distribuite nel cuore di galassie luminose, seminando potenzialmente le future generazioni di stelle e sistemi planetari con materia organica.
Il significato della ricchezza molecolare nello spazio profondo
- Benzene (C₆H₆): Un anello stabile di atomi di carbonio che funge da blocco primario per composti aromatici più complessi.
- Acetilene (C₂H₂) e poliacetileni: Queste molecole sono altamente reattive ed essenziali per la crescita di catene di carbonio più grandi nello spazio.
- Radicale metilico (CH₃): Una molecola intermedia critica che facilita la transizione da semplici atomi di carbonio a idrocarburi complessi.
- Granelli carboniosi e ghiacci: Questi materiali allo stato solido agiscono come superfici dove possono avvenire reazioni chimiche, protetti dalle radiazioni più intense.
Le implicazioni di questa ricerca vanno ben oltre la classificazione di una singola galassia. Dimostrando la capacità del James Webb Space Telescope di mappare l'inventario organico di un nucleo sepolto, lo studio apre una nuova era nell'astrobiologia e nell'astrochimica. Gli scienziati possono ora iniziare a indagare se le "fabbriche" chimiche trovate in IRAS 07251–0248 fossero una caratteristica standard dell'universo primordiale, dove le galassie luminose e polverose erano molto più comuni di quanto lo siano oggi.
Guardando al futuro, il team di ricerca prevede di espandere le proprie osservazioni a un campione più ampio di galassie luminose nell'infrarosso. Ciò aiuterà a determinare se l'elevata abbondanza di molecole organiche sia un tratto universale dei nuclei oscurati o una caratteristica unica di IRAS 07251–0248. Mentre il James Webb Space Telescope continua la sua missione, ogni nuova osservazione spettroscopica ci avvicina alla comprensione del ciclo di vita del carbonio e della reale prevalenza dei mattoni della vita in tutto il cosmo.
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