Il viaggio dell’acqua durante il processo di formazione stellare

L’astronomo olandese Ewine van Dishoeck (Università di Leida, Paesi Bassi), insieme ad un team internazionale, ha scritto un resoconto di tutto ciò che sappiamo sull’acqua nelle nuvole interstellari, grazie ai risultati dell’osservatorio spaziale Herschel. L’articolo, pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics, riassume le conoscenze esistenti e fornisce nuove informazioni sull’origine dell’acqua su nuovi mondi, potenzialmente abitabili. Questo studio dovrebbe servire come opera di riferimento per i prossimi vent’anni.

Dieci anni fa, non si era ancora compreso ome e dove l’acqua si formasse nello spazio interstellare e come finisse su un pianeta come la Terra. Uno dei motivi è che le osservazioni fatte con i telescopi terrestri sono influenzate dal vapore acqueo nella nostra atmosfera. 

Nel 2009, l’ESA ha lanciato il telescopio spaziale Herschel. Uno degli obiettivi principali di Herschel era la ricerca sull’acqua nello spazio. Herschel è stato in servizio fino al 2013. Di particolare importanza è stato lo strumento HIFI costruito sotto la guida olandese, noto anche come “cacciatore di molecole“.

Lo studio

Il nuovo studio descrive il viaggio dell’acqua durante il processo di formazione stellare, comprese le fasi intermedie che, fino ad ora, avevano ricevuto meno attenzione. I dati mostrano che la maggior parte dell’acqua si forma come ghiaccio su minuscole particelle di polvere in nuvole interstellari fredde e tenui. Quando una nuvola collassa in nuove stelle e pianeti, quest’acqua viene in gran parte preservata e rapidamente ancorata in particelle di polvere delle dimensioni di un ciottolo. Nel disco rotante attorno alla giovane stella, questi ciottoli formano quindi i mattoni per i nuovi pianeti.

Inoltre, i ricercatori hanno calcolato che la maggior parte dei nuovi sistemi solari nasce con abbastanza acqua da riempire diverse migliaia di oceani.

“È affascinante rendersi conto che quando si beve un bicchiere d’acqua, la maggior parte di quelle molecole sono state prodotte più di 4,5 miliardi di anni fa nella nuvola da cui si sono formati il ​​nostro sole ed i pianeti” ha dichiarato Ewine van Dishoeck.

Molti dei primi risultati di Herschel si sono concentrati sul vapore acqueo caldo visibile ed abbondantemente prodotto vicino alle stelle in formazione. Ma quell’acqua calda viene persa nello spazio dai potenti deflussi della giovane stella. I ricercatori hanno acquisito sempre più informazioni sulla chimica del vapore acqueo freddo e del ghiaccio. Ad esempio, sono stati in grado di dimostrare che il ghiaccio interstellare cresce sulle particelle di polvere strato dopo strato. Hanno basato questa conclusione sui segnali deboli dell’acqua pesante (HDO e D₂O invece di H₂O).

Cosa accadrà in futuro?

In futuro, i ricercatori sperano di poter studiare più acqua nell’universo, in particolare nella formazione di sistemi planetari. Tuttavia, ciò potrebbe richiedere del tempo. Il prossimo telescopio spaziale paragonabile a Herschel dovrebbe essere lanciato non prima del 2040.

“C’era la possibilità che un ‘telescopio acquatico’ andasse nello spazio intorno al 2030, ma il progetto è stato cancellato. È un peccato, ma è stato un motivo in più per il nostro team per scrivere questo resocondo sull’acqua. In questo modo abbiamo una memoria collettiva per quando ci sarà una nuova missione” ha spiegato Ewine van Dishoeck.

Inoltre, alla fine del 2021, verrà lanciato il telescopio spaziale James Webb. Conterrà lo strumento MIRI, costruito dalla partnership Europa-USA, che potrà svelare una parte della roadmap dell’acqua rimasta fino ad ora irraggiungibile. 

MIRI sarà in grado di rilevare il vapore acqueo caldo nelle zone più interne dei dischi di polvere. “Herschel ha già dimostrato che i dischi che formano i pianeti sono ricchi di ghiaccio d’acqua. Con MIRI possiamo ora seguire quella traccia nelle regioni in cui si formano pianeti simili alla Terra” ha dichiarato Michiel Hogerheijde (Leiden University e Università di Amsterdam) .

I telescopi ALMA in Cile possono osservare il vapore acqueo nello spazio da terra. Ciò include l’acqua in galassie lontane dove le linee d’acqua si sono spostate da quelle nell’atmosfera terrestre. 

“Grazie all’eredità di Herschel, possiamo interpretare questi dati ALMA in modo più accurato” ha aggiunto Lars Kristensen (Università di Copenhagen, Danimarca).

Fonte: https://phys.org/news/2021-04-long-awaited-reveals-journey-interstellar-clouds.html?fbclid=IwAR3eFB4uHP0xvvLYqdGVesVbzoLT8Ky8VDy3tflX9LxIe5MGcKin0_sI6wo