Gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) rappresentano una classe di composti organici formati da atomi di carbonio e idrogeno disposti in strutture cicliche ripetute. Queste molecole sono al centro di una teoria speculativa, nota come “ipotesi del mondo a IPA”, che suggerisce un loro ruolo cruciale nell’origine della vita. Secondo questa ipotesi, gli IPA avrebbero agito come precursori nella sintesi dell’acido ribonucleico (RNA) durante un ipotetico stadio evolutivo chiamato “stadio del mondo a RNA”. L’RNA è una macromolecola essenziale per la vita, come la conosciamo oggi.
La Presenza degli IPA sulla Terra e nello Spazio
Gli IPA sono molecole abbondanti sul nostro pianeta, principalmente prodotte dalla combustione incompleta di materiali organici. Tuttavia, la loro presenza non si limita alla Terra. Queste molecole sono state individuate anche nello spazio, portando molti scienziati a ipotizzare che possano essere la fonte di gran parte del carbonio che ha formato il Sistema Solare. Gli IPA sono stati rinvenuti in meteoriti, asteroidi e comete, nonché nel mezzo interstellare, lo spazio tra le stelle di una galassia.
Scoperte nel Mezzo Interstellare
Nel mezzo interstellare, gli IPA sono stati trovati in un agglomerato di polveri e gas già noto per la presenza di queste molecole. Un team di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha recentemente individuato uno dei più grandi IPA mai scoperti. La molecola in questione è l’1-cianopirene (C17H9N), un idrocarburo policiclico prodotto per sostituzione dell’idrogeno del carbonio in posizione 1 del pirene con un gruppo ciano (-CN).
La Nube Molecolare TMC-1
La scoperta dell’1-cianopirene è avvenuta all’interno della nube molecolare TMC-1, situata a 430 anni luce dalla Terra, nella direzione della costellazione del Toro. Questa nube fa parte della Nube molecolare del Toro-Auriga. La ricerca che ha portato a questa scoperta è stata pubblicata sulla rivista Science.
Il Ruolo degli IPA nell’Evoluzione del Sistema Solare
La scoperta dell’1-cianopirene nella nube TMC-1 è stata motivata dai risultati di una ricerca del 2023, condotta da un team del Caltech. Questo studio ha rivelato la presenza di pirene nei campioni dell’asteroide Ryugu, riportati sulla Terra dalla missione Hayabusa-2. I ricercatori hanno suggerito che la maggior parte degli IPA presenti nell’asteroide siano stati sintetizzati in ambienti interstellari freddi.
La Ricerca del Cianopirene
Per individuare la molecola, Gabi Wenzel, ricercatrice al MIT e prima autrice dello studio, insieme ai suoi colleghi, ha condotto le indagini in due fasi. Nella prima fase, il cianopirene è stato sintetizzato in laboratorio. Successivamente, sono stati acquisiti gli spettri rotazionali e vibrazionali delle molecole sintetiche, ottenendo una sorta di “impronta digitale” della molecola. Questa firma è stata poi confrontata con le osservazioni della nube.
Osservazioni con il Green Bank Telescope
Utilizzando il Green Bank Telescope (GBT), i ricercatori hanno puntato la parabola da cento metri di diametro verso TMC-1. Hanno così trovato le firme spettrali simulate della molecola in tutta la nube molecolare. È emerso che il cianopirene rappresenta circa lo 0,1% di tutto il carbonio presente nella nube. Sebbene possa sembrare una quantità esigua, è significativa considerando le migliaia di molecole contenenti carbonio esistenti nello spazio.
La scoperta dell’1-cianopirene nella nube TMC-1, insieme alla sua presenza nell’asteroide Ryugu, suggerisce che questa molecola possa essere stata una fonte importante di carbonio nel nostro vicinato cosmico. Gli autori dello studio concludono che la chimica degli IPA nel mezzo interstellare favorisca la produzione di pirene, suggerendo che parte del carbonio fornito ai giovani sistemi planetari sia trasportato da queste sostanze, originarie delle fredde nubi molecolari.
