La polvere può essere un fastidio in casa nostra, ma gioca un ruolo vitale nella formazione dell'ingrediente chiave per la vita sulla terra, cioè l'acqua. Un esperimento pionieristico dei ricercatori della Heriot-Watt University mira a risolvere uno dei misteri più grandi dello spazio interstellare: "Da dove viene l'acqua?" [Foto: lo Spitzer Space Telescope riprende una nube molecolare. (Credit: NASA / JPL-Caltech / L. Allen (Harvard-Smithsonian CfA))
"Noi pensiamo che l'acqua sulla Terra sia stata portata dalle comete durante le prime fasi della storia della Terra perchè le comete sono formate da materiale interstellare risalente alla nascita del Sole, ma non è chiaro cosa sia avvenuto prima" ha detto Frankland.
L'acqua è relativamente abbondante nel mezzo interstellare e gli atomi di idrogeno sono estremamente comuni, ma c'è un problema relativo all'altro ingrediente fondamentale per la H2O. Le reazioni in fase gassosa che possono aver luogo nel mezzo interstellare sono limitate dalle basse temperature e dalla bassa pressione. Gli esperimenti dimostrano che è possibile la combinazione degli atomi di idrogeno con le molecole di ossigeno (O2) e ozono (O3) nelle condizioni del mezzo interstellare. Tuttavia, le osservazioni delle recenti missioni satellitari hanno individuato ben poco ossigeno gassoso molecolare (O2) e ozono (O3). Non è mai stata rilevato in queste regioni di spazio. D'altra parte, l'ossigeno atomico (O) è abbastanza abbondante, ma le reazioni gassose tra l'idrogeno e l'ossigeno atomico non possono spiegare la quantità di acqua osservata. Anche la quantità di ossigeno atomico osservata suggerisce che alcuni sono 'scomparsi' in regioni di formazione stellare rispetto al resto dello spazio interstellare.
Frankland e i suoi colleghi della Heriot-Watt credono che i grani di polvere, che costituiscono circa l'1% del mezzo interstellare, forniscano una superficie che aiuti le reazioni. In aggiunta, alcune molecole rimangono attaccate alla superficie, costruendo un rivestimento ghiacciato che resiste nel tempo. Questo rivestimento, che è principalmente di ghiaccio d'acqua, può quindi giocare un ruolo nelle reazioni.
Il team di Heriot-Watt ha sperimentato esattamente come tali reazioni si potrebbero verificare. Tuttavia, le temperature nello spazio interstellare possono avvenire a pochi gradi sopra lo zero assoluto, e ricreare tali condizioni in laboratorio è stato molto difficile.
"I nostri esperimenti contano sul fatto di poter riprodurre in laboratorio le pressioni molto basse e le basse temperature di queste regioni di formazione stellare. Abbiamo ricreato nei nostri esperimenti in una camera a vuoto raffreddata a -268 gradi Celsius, quindi abbiamo utilizzato le tecniche di superficie sensibili per esplorare il comportamento fisico e chimico degli atomi di ossigeno e delle molecole sulla superficie dei grani di polvere e ghiaccio. " ha detto Frankland.
Inizialmente, le superfici delle particelle di polvere influenzavano le reazioni di ossigeno nelle sue varie forme al fine di eliminare altre reazioni per la formazione di acqua. Tuttavia, lo scopo ultimo di questa ricerca sarà quello di combinare i fasci atomici di ossigeno e idrogeno per la formazione dell'acqua sui granelli di polvere.
"Questi esperimenti iniziali stanno avendo alcuni risultati interessanti che ci permettono di esaminare come il rivestimento di ghiaccio si sviluppa sulle particelle di polvere. Sembra che gli atomi di ossigeno possono essere intrappolati all'interno del manto ghiacciato. Dobbiamo lavorare di più, ma è può essere che i nostri esperimenti potrebbero contribuire a risolvere il mistero della mancanza di ossigeno atomico e la provenienza di acqua dal cosmo", ha detto Frankland.
Traduzione a cura di Arthur Mcpaul
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