Un team di scienziati, guidato da Boy Lankhaar alla Chalmers University of Technology, ha risolto un importante enigma in astrochimica:come misurare i campi magnetici nello spazio usando il metanolo, la forma più semplice di alcol. I loro risultati, pubblicato sulla rivista Astronomia della natura , offrire agli astronomi un nuovo modo di indagare su come nascono le stelle massicce.

Nell'ultimo mezzo secolo, molte molecole sono state scoperte nello spazio. Usando i radiotelescopi, gli astronomi hanno, con l'aiuto di queste molecole, stato in grado di indagare proprio ciò che accade nell'oscurità, dense nubi dove nascono nuove stelle e pianeti. Gli scienziati possono misurare la temperatura, pressione e movimento del gas studiando la firma delle molecole nei segnali che rilevano. Ma c'è un altro importante attore coinvolto nella formazione stellare massiccia che è più difficile da misurare:i campi magnetici.

Boy Lankhaar alla Chalmers University of Technology, chi ha guidato il progetto, dice, "Quando nascono le stelle più grandi e pesanti, sappiamo che i campi magnetici giocano un ruolo importante. Ma il modo in cui i campi magnetici influenzano il processo è oggetto di dibattito tra i ricercatori. Quindi abbiamo bisogno di modi per misurare i campi magnetici, ed è una vera sfida. Ora, grazie ai nostri nuovi calcoli, finalmente sappiamo come farlo con il metanolo."

Utilizzando misurazioni di metanolo (CH ₃ OH) nello spazio per studiare i campi magnetici è stato suggerito molti decenni fa. Nel denso gas che circonda molte stelle appena nate, molecole di metanolo brillano come laser a microonde naturali, o maser. I segnali che possiamo misurare dai maser a metanolo sono sia forti che emessi a frequenze molto specifiche.

"I segnali maser provengono anche dalle regioni in cui i campi magnetici hanno più da dirci su come si formano le stelle. Con la nostra nuova comprensione di come il metanolo è influenzato dai campi magnetici, possiamo finalmente iniziare a interpretare ciò che vediamo, ", afferma il membro del team Wouter Vlemmings di Chalmers.

I precedenti tentativi di misurare le proprietà magnetiche del metanolo in condizioni di laboratorio hanno incontrato problemi. Anziché, gli scienziati hanno deciso di costruire un modello teorico, assicurandosi che fosse coerente sia con la teoria precedente che con le misurazioni di laboratorio. "Abbiamo sviluppato un modello di come si comporta il metanolo nei campi magnetici, partendo dai principi della meccanica quantistica. Prossimamente, abbiamo trovato un buon accordo tra i calcoli teorici ei dati sperimentali disponibili. Questo ci ha dato la sicurezza di estrapolare le condizioni che ci aspettiamo nello spazio, " spiega Boy Lankhaar.

Ancora, il compito si è rivelato sorprendentemente impegnativo. I chimici teorici Ad van der Avoird e Gerrit Groenenboom, entrambi alla Radboud University nei Paesi Bassi, necessario per fare nuovi calcoli e correggere il lavoro precedente. "Poiché il metanolo è una molecola relativamente semplice, all'inizio pensavamo che il progetto sarebbe stato facile. Anziché, si è rivelato molto complicato perché abbiamo dovuto calcolare le proprietà del metanolo in modo molto dettagliato, "dice Ad van der Avoird.

I nuovi risultati aprono nuove possibilità per comprendere i campi magnetici nell'universo. Mostrano anche come i problemi possono essere risolti in astrochimica, dove le discipline dell'astronomia e della chimica si incontrano. Huib Jan van Langevelde, membro del team e astronomo presso il Joint Institute for VLBI Eric e Leiden University, spiega. "È incredibile che siano necessari calcoli così dettagliati per rivelare la complessità molecolare di cui abbiamo bisogno per interpretare le misurazioni molto accurate che facciamo con i migliori radiotelescopi di oggi. Ci vogliono esperti sia della chimica che dell'astrofisica per consentire nuove scoperte in futuro sulle molecole , campi magnetici e formazione stellare, " lui dice.