Nuova luce sul comportamento della polvere di stelle
Galassie come la Via Lattea ospitano spesso miliardi di stelle, tra le quali si trova il mezzo interstellare (ISM, interstellar medium), che contiene materia come gas e polvere. «Il materiale di cui è composto l’ISM non è uniforme», spiega Amanda Steber, coordinatrice del progetto AstroSsearch e ricercatrice presso l’Università di Valladolid, in Spagna. «Esso varia in base alla temperatura e alla densità, a seconda dello stadio dell’evoluzione galattica.» L’analisi della composizione chimica dell’ISM potrebbe pertanto risultare fondamentale al fine di comprendere in modo migliore le sue modalità di evoluzione. «Ciò potrebbe a sua volta aiutare gli scienziati a rispondere ad alcuni interrogativi di fondamentale importanza», afferma Steber. «È possibile che sia stato proprio l’ISM a trasportare i semi della vita sulla Terra.»
Analizzare il mezzo interstellare
Uno dei principali obiettivi del progetto AstroSsearch, sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, era quello di sviluppare nuove tecniche di laboratorio per analizzare l’ISM con maggiore efficacia. «Sappiamo che lo zolfo, una molecola importante per la vita, è un elemento abbondante nell’ISM», spiega Steber. «Tuttavia, lavorare con esso o studiarlo possono essere compiti impegnativi.» La ricercatrice si è quindi prefissa di scoprire come consentire ai radioastronomi di cercare lo zolfo nei loro dataset astronomici. Un secondo composto chimico bersaglio è stato quello degli idrocarburi policiclici aromatici (IPA). «Essi sono costituiti da carbonio e idrogeno», aggiunge Steber. «Si pensa che siano importanti per la formazione dei granelli di ghiaccio e la catalizzazione di molecole di maggiori dimensioni.» Come per lo zolfo, tuttavia, la loro individuazione nell’ISM è complessa.
Ricreare galassie in laboratorio
Steber ha utilizzato una tecnica chiamata spettroscopia rotazionale a banda larga e un ugello di scarico allo scopo di creare molecole analoghe a quelle presenti nell’ISM. Il suo obiettivo era quello di creare le condizioni che le avrebbero permesso di approfondire la formazione di composti di difficile reperimento, nonché di raffrontare i risultati ottenuti con analisi astronomiche. «Abbiamo preso le nostre molecole bersaglio applicando successivamente una grande quantità di energia per scomporle», aggiunge. «Le molecole hanno poi avuto il tempo di entrare in contatto con altre, ricombinandosi in modi che non sarebbero stati possibili in un normale contesto laboratoriale». Una volta create le nuove molecole, Steber ha applicato microonde per eccitarle. «Una volta eccitate esse emettono fotoni che raccogliamo in laboratorio, in modo da determinare «l’impronta digitale» di ciascuna molecola che abbiamo creato.» La fase finale prevedeva il confronto di queste impronte digitali generate in laboratorio con le analisi dell’ISM. «Se saremo in grado di abbinare queste impronte digitali alle analisi astronomiche, potremo sostenere che queste molecole sono presenti nello spazio», osserva Steber.
Generare nuovi composti e condurre esperimenti
Il successo di questa pionieristica tecnica di laboratorio ha permesso a Steber e al suo team di generare nuovi composti e di condurre esperimenti che non sarebbero stati possibili avvalendosi delle tradizionali configurazioni con cui sono impostati i laboratori chimici. I prossimi passi potrebbero includere l’aggiornamento della strumentazione esistente a livello laboratoriale, puntando ad effettuare misurazioni a frequenze più elevate. In tal modo, gli esperimenti in laboratorio di Steber potrebbero sovrapporsi ancora più marcatamente alle osservazioni astronomiche. «Un ulteriore obiettivo futuro sarebbe quello di utilizzare le serie di dati ricavati dagli interferometri, ovvero un gruppo di telescopi che ci forniscono informazioni spaziali sulla posizione di una molecola in un’area dello spazio, per rivelare i fenomeni chimici in corso in diverse zone spaziali», conclude la ricercatrice.
Parole chiave
AstroSsearch, galassie, Via Lattea, stelle, spazio, ISM, spettroscopia