Un team internazionale di astronomi ha dimostrato in un laboratorio dell'Università di Leiden (Paesi Bassi) che il metano può formarsi sulle particelle di polvere ghiacciata nello spazio. La possibilità esisteva da tempo, ma poiché le condizioni nello spazio erano difficili da simulare, non è stato possibile dimostrarlo in condizioni spaziali rilevanti. I ricercatori pubblicheranno i loro risultati lunedì sera sulla rivista, Astronomia della natura .

Metano sulla Terra

Metano, a noi noto come composto principale del gas naturale, è uno degli idrocarburi più semplici. È costituito da un atomo di carbonio con quattro atomi di idrogeno:CH ₄ . Sulla terra, conosciamo principalmente il metano come un gas infiammabile che si forma da materiale organico in decomposizione.

Metano nello spazio

Il metano è disponibile nello spazio anche sotto forma di gas, liquido, o ghiaccio. Per esempio, Nettuno e Urano contengono, oltre a idrogeno ed elio, principalmente gas metano. la luna di Saturno, Titano, l'unica luna nel nostro sistema solare con un'atmosfera densa, non piove acqua ma metano liquefatto. Al di fuori del nostro sistema solare nello spazio interstellare, Il ghiaccio di metano è uno dei dieci ghiacci più abbondanti da rilevare.

Polvere di granelli di ghiaccio come ritrovo

L'opinione prevalente su come si crea il metano nello spazio è che si forma prima il CH, poi CH ₂ , CH ₃ , e infine CH ₄ . In fase gassosa, questa reazione è lenta. Ma poiché il metano si forma su un granello di polvere ghiacciata, il grano stesso aiuta ad accelerare il processo di formazione. Per esempio, i granelli di polvere forniscono un punto di "ritrovo" per gli atomi, aumentando la loro probabilità di incontrarsi nella vastità dello spazio. Possono anche assorbire l'energia prodotta da reazioni chimiche che altrimenti romperebbero le molecole, come il metano.

Creazione di metano in 'space lab'

Ricercatori del Laboratorio di Astrofisica dell'Osservatorio di Leiden (Leiden University, Paesi Bassi) sono ora per la prima volta riusciti a produrre metano in condizioni spaziali rilevanti. Permettono agli atomi di idrogeno di scontrarsi con gli atomi di carbonio a meno 263 gradi Celsius (-442 °F, 10 K) in un ambiente di ultravuoto su una superficie ghiacciata.

I ricercatori erano precedentemente riusciti a produrre acqua (H ₂ O) e ammoniaca (NH ₃ ) in un modo simile. Lo hanno fatto lasciando che gli atomi di ossigeno e azoto reagissero con gli atomi di idrogeno. Però, le reazioni con gli atomi di carbonio si sono rivelate più impegnative. Questo perché il carbonio è molto appiccicoso, il che rende molto difficile sperimentarlo. Danna Qasim, dottorato di ricerca studente all'Osservatorio di Leida e autore principale della pubblicazione scientifica in Astronomia della natura , aggiunge:"È difficile condurre un esperimento con gli atomi di carbonio. Al carbonio piace attaccarsi, quindi è difficile produrre un fascio controllato di atomi di carbonio puro. Allo stesso tempo, devi assicurarti che dopo un esperimento, l'intera configurazione non è completamente ricoperta di carbonio."

I ricercatori sono stati in grado di variare le condizioni nei loro esperimenti. Ciò ha permesso loro di studiare esattamente come e con quanta efficienza il metano può essere formato dalla reazione di atomi di carbonio e idrogeno.

L'acqua è importante

È stato scoperto che il ghiaccio di metano si forma meglio in un ambiente ricco di acqua. Ciò è coerente con le osservazioni astronomiche, che mostrano che il ghiaccio di metano e il ghiaccio d'acqua dovrebbero formarsi simultaneamente nello spazio.

I processi che i ricercatori del laboratorio hanno studiato, imitare le condizioni che esistono nello spazio prima che si formino nuove stelle e pianeti. La ricerca sostiene che il metano che troviamo sui pianeti, come Urano e Nettuno, era probabilmente disponibile molto prima della formazione del nostro sistema solare.