La vicina galassia nana conosciuta come Large Magellanic Cloud (LMC) è un luogo chimicamente primitivo.

A differenza della Via Lattea, questa collezione semi-spirale di poche decine di miliardi di stelle manca della ricca abbondanza di elementi pesanti della nostra galassia, come il carbonio, ossigeno, e azoto. Con una tale scarsità di elementi pesanti, gli astronomi prevedono che l'LMC dovrebbe contenere una quantità relativamente esigua di molecole complesse a base di carbonio. Le precedenti osservazioni della LMC sembrano supportare tale punto di vista.

Nuove osservazioni con l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), però, hanno scoperto le "impronte digitali" chimiche sorprendentemente chiare delle complesse molecole organiche metanolo, dimetiletere, e formiato di metile. Sebbene osservazioni precedenti abbiano trovato accenni di metanolo nel LMC, le ultime due sono scoperte senza precedenti e rappresentano le molecole più complesse mai scoperte in modo definitivo al di fuori della nostra galassia.

Gli astronomi hanno scoperto il debole "bagliore" di lunghezza d'onda millimetrica delle molecole emanato da due densi embrioni che formano stelle nell'LMC, regioni note come "nuclei caldi". Queste osservazioni possono fornire spunti sulla formazione di molecole organiche altrettanto complesse all'inizio della storia dell'universo.

"Anche se la Grande Nube di Magellano è uno dei nostri compagni galattici più vicini, ci aspettiamo che condivida qualche strana somiglianza chimica con distanti, giovani galassie dell'universo primordiale, " disse Marta Sewi?o, un astronomo del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, e autore principale di un articolo apparso su Lettere per riviste astrofisiche .

Gli astronomi si riferiscono a questa mancanza di elementi pesanti come "bassa metallicità". Ci vogliono diverse generazioni di nascita e morte stellare per seminare liberamente una galassia con elementi pesanti, che poi vengono assorbiti nella prossima generazione di stelle e diventano gli elementi costitutivi di nuovi pianeti.

"Giovane, le galassie primordiali semplicemente non hanno avuto abbastanza tempo per diventare così chimicamente arricchite, " ha detto Sewi?o. "Le galassie nane come l'LMC probabilmente hanno mantenuto lo stesso aspetto giovanile a causa delle loro masse relativamente basse, che rallenta gravemente il ritmo della formazione stellare."

"A causa della sua bassa metallicità, l'LMC offre una finestra su questi primi, galassie adolescenti, " ha osservato Remy Indebetouw, un astronomo del National Radio Astronomy Observatory di Charlottesville, Virginia, e coautore dello studio. "Gli studi sulla formazione stellare di questa galassia forniscono un trampolino di lancio per comprendere la formazione stellare nell'universo primordiale".

Gli astronomi hanno concentrato il loro studio sulla regione di formazione stellare N113 nel LMC, che è una delle regioni più massicce e ricche di gas della galassia. Osservazioni precedenti di quest'area con lo Spitzer Space Telescope della NASA e l'Herschel Space Observatory dell'ESA hanno rivelato una sorprendente concentrazione di giovani oggetti stellari - protostelle che hanno appena iniziato a riscaldare i loro vivai stellari, facendoli brillare intensamente alla luce infrarossa. Almeno una parte di questa formazione stellare è dovuta a un effetto domino, dove la formazione di stelle massicce innesca la formazione di altre stelle nelle stesse vicinanze generali.

Sewi?o ei suoi colleghi hanno usato ALMA per studiare diversi giovani oggetti stellari in questa regione per comprenderne meglio la chimica e le dinamiche. I dati di ALMA hanno sorprendentemente rivelato le firme spettrali rivelatrici di dimetiletere e formiato di metile, molecole che non sono mai state rilevate così lontano dalla Terra.

Molecole organiche complesse, quelli con sei o più atomi compreso il carbonio, sono alcuni degli elementi costitutivi di base delle molecole che sono essenziali per la vita sulla Terra e - presumibilmente - altrove nell'universo. Sebbene il metanolo sia un composto relativamente semplice rispetto ad altre molecole organiche, è tuttavia essenziale per la formazione di molecole organiche più complesse, come quelli che ALMA ha recentemente osservato, tra gli altri.

Se queste molecole complesse possono formarsi facilmente attorno alle protostelle, è probabile che resistano e diventino parte dei dischi protoplanetari dei giovani sistemi stellari. Tali molecole sono state probabilmente consegnate alla Terra primitiva da comete e meteoriti, contribuendo a far ripartire lo sviluppo della vita sul nostro pianeta.

Gli astronomi ipotizzano che, poiché molecole organiche complesse possono formarsi in ambienti chimicamente primitivi come l'LMC, è possibile che la struttura chimica della vita sia emersa relativamente presto nella storia dell'universo.