Un team internazionale, che comprende gli astrofisici occidentali Els Peeters e Jan Cami, ha scoperto la distruzione e la riformazione di una grande quantità di acqua in un disco di formazione planetaria situato nel cuore della Nebulosa di Orione.
Questa scoperta è stata resa possibile da un approccio multidisciplinare originale che combina osservazioni del James Webb Space Telescope (JWST) e calcoli di fisica quantistica.
Lo studio, parte del programma PDRs4All Early Release Science e condotto dal Ph.D. dell'Università Paris-Saclay. studentessa Marion Zannese, è stato pubblicato oggi su Nature Astronomy .
PDRs4All è uno dei 13 programmi Early Release Science selezionati dalla NASA per dimostrare le capacità del JWST, riunendo un consorzio internazionale.
"È così impressionante che in pochi pixel di osservazione, e concentrandoci su alcune linee, possiamo effettivamente capire che un intero oceano di acqua evapora ogni mese", ha detto Peeters, co-investigatore capo dello studio. PDRs4All e membro della facoltà del Western Institute for Earth and Space Exploration. "Questa scoperta si basava su una piccola frazione dei nostri dati spettroscopici. È entusiasmante avere così tanti dati da estrarre e non vedo l'ora di vedere cos'altro possiamo trovare."
L’acqua è un ingrediente essenziale per l’emergere della vita come viene attualmente intesa. Sulla Terra, la maggior parte dell’acqua dei nostri oceani si è formata molto prima della nascita del sistema solare, nelle regioni fredde dello spazio interstellare a -250°C. Tuttavia, una frazione di quest'acqua avrebbe potuto essere distrutta e riformata a temperature più elevate (100–500°C) quando il sistema solare era ancora solo un disco di gas e polvere in orbita attorno al nostro giovane sole nascente.
Per comprendere questo enigmatico riciclo dell'acqua, il team internazionale di astronomia ha puntato il JWST verso "d203-506", un disco di formazione planetaria situato nella Nebulosa di Orione, un vivaio di sistemi planetari. L'intensa radiazione ultravioletta prodotta dalle stelle massicce porta alla distruzione e alla riformazione dell'acqua nel d203-506, rendendolo un vero laboratorio interstellare.
"Il telescopio James Webb è incredibilmente potente. Non stiamo parlando di trovare un ago in un pagliaio per questa scoperta. Questo è un ago in un pagliaio fatto di aghi", ha detto Cami, professore di fisica e astronomia e membro principale di PDRs4All.
Salto quantico
Una collaborazione con esperti di dinamica quantistica del Madrid Deep Space Communications Complex (Spagna) e dell'Osservatorio di Leiden (Paesi Bassi) è stata la chiave per comprendere come si potesse osservare la formazione e la distruzione di molecole situate a più di 1.000 anni luce di distanza.
Quando l'acqua viene distrutta dalla luce ultravioletta, viene rilasciata una molecola di idrossile, seguita dall'emissione di fotoni che viaggiano fino al JWST. In totale, si stima che l'equivalente dell'acqua di tutti gli oceani della Terra venga distrutta ogni mese e reintegrata nel sistema d203-506.
Ma la storia non finisce qui. Con un meccanismo simile, JWST rivela che anche l’idrossile, un intermedio chiave nella formazione dell’acqua, è prodotto in abbondanza dall’ossigeno atomico. Parte dell'acqua che costituisce gli oceani della Terra potrebbe aver attraversato un ciclo del genere.
Ulteriori informazioni: Marion Zannese et al, OH come sonda del ciclo dell'acqua calda nei dischi di formazione dei pianeti, Nature Astronomy (2024). DOI:10.1038/s41550-024-02203-0
Fornito dall'Università dell'Ontario Occidentale
