L'origine della vita sulla Terra è un argomento che ha stuzzicato la curiosità umana probabilmente da prima dell'inizio della storia documentata. Ma come è arrivata sul nostro pianeta la materia organica che costituisce le forme di vita? Sebbene questo sia ancora oggetto di dibattito tra studiosi e professionisti in campi correlati, un approccio per rispondere a questa domanda prevede la ricerca e lo studio di molecole organiche complesse (COM) nello spazio.

Molti scienziati hanno riferito di aver trovato tutti i tipi di COM nelle nubi molecolari, regioni gigantesche dello spazio interstellare che contengono vari tipi di gas. Questo viene generalmente fatto utilizzando radiotelescopi, che misurano e registrano le onde a radiofrequenza per fornire un profilo di frequenza della radiazione in entrata chiamato spettro. Le molecole nello spazio di solito ruotano in varie direzioni, ed emettono o assorbono onde radio a frequenze molto specifiche quando cambia la loro velocità di rotazione. Gli attuali modelli di fisica e chimica ci consentono di approssimare la composizione di ciò su cui è puntato un radiotelescopio, attraverso l'analisi dell'intensità della radiazione in arrivo a queste frequenze.

In un recente studio pubblicato su Avvisi mensili della Royal Astronomical Society , Dr. Mitsunori Araki dell'Università delle Scienze di Tokyo, insieme ad altri scienziati provenienti da tutto il Giappone, ha affrontato una domanda difficile nella ricerca di COM interstellari:come si può affermare la presenza di COM nelle regioni meno dense delle nubi molecolari? Poiché le molecole nello spazio sono per lo più energizzate da collisioni con molecole di idrogeno, I COM nelle regioni a bassa densità delle nubi molecolari emettono meno onde radio, rendendo difficile per noi rilevarli. Però, Il Dr. Araki e il suo team hanno adottato un approccio diverso basato su una speciale molecola organica chiamata acetonitrile (CH ³ CN).

L'acetonitrile è una molecola allungata che ha due modi indipendenti di ruotare:attorno al suo asse lungo, come una trottola, o come se fosse una matita che ti gira intorno al pollice. Quest'ultimo tipo di rotazione tende a rallentare spontaneamente per l'emissione di onde radio e, nelle regioni a bassa densità delle nubi molecolari, diventa naturalmente meno energico o "freddo".

In contrasto, l'altro tipo di rotazione non emette radiazioni e quindi rimane attivo senza rallentare. Questo particolare comportamento della molecola di acetonitrile è stata la base su cui il dottor Araki e il suo team sono riusciti a rilevarlo. Spiega:"Nelle regioni a bassa densità delle nubi molecolari, la proporzione di molecole di acetonitrile che ruotano come una trottola dovrebbe essere più alta. Così, si può dedurre che dovrebbe esistere uno stato estremo in cui molti di loro ruoterebbero in questo modo. Il nostro gruppo di ricerca era, però, il primo a prevederne l'esistenza, selezionare corpi astronomici che potrebbero essere osservati, e iniziare effettivamente l'esplorazione."

Invece di puntare sulle emissioni di onde radio, si sono concentrati sull'assorbimento delle onde radio. Lo stato freddo della regione a bassa densità, se popolato da molecole di acetonitrile, dovrebbe avere un effetto prevedibile sulla radiazione che ha origine nei corpi celesti come le stelle e la attraversa. In altre parole, lo spettro di un corpo radiante che percepiamo sulla Terra come dietro una regione a bassa densità sarebbe filtrato da molecole di acetonitrile che ruotano come una trottola in modo calcolabile, prima che raggiunga il nostro telescopio sulla terra. Perciò, Il dottor Araki e il suo team hanno dovuto selezionare attentamente i corpi radianti che potevano essere usati come luce di fondo appropriata per vedere se l'ombra dell'acetonitrile freddo appariva nello spettro misurato. A tal fine, hanno utilizzato il radiotelescopio di 45 m del Nobeyama Radio Observatory, Giappone, per esplorare questo effetto in una regione a bassa densità intorno alla "nube molecolare del Sagittario Sgr B2(M), " una delle più grandi nubi molecolari nelle vicinanze del centro della nostra galassia.

Dopo un'attenta analisi degli spettri misurati, gli scienziati hanno concluso che la regione analizzata era ricca di molecole di acetonitrile che ruotavano come una trottola; la proporzione di molecole che ruotavano in questo modo era in realtà la più alta mai registrata. Entusiasta dei risultati, Il Dr. Araki osserva:"Considerando il comportamento speciale dell'acetonitrile, la sua quantità nella regione a bassa densità intorno a Sgr B2(M) può essere determinata con precisione. Poiché l'acetonitrile è un COM rappresentativo nello spazio, conoscerne la quantità e la distribuzione nello spazio può aiutarci a sondare ulteriormente la distribuzione complessiva della materia organica".

In definitiva, questo studio potrebbe non solo darci alcuni indizi sulla provenienza delle molecole che ci conformano, ma servono anche come dati per il momento in cui gli umani riescono ad avventurarsi al di fuori del sistema solare.