L’acqua è una molecola ubiqua nell’Universo ed è indispensabile per la vita. Tuttavia, le sue origini esatte e i tempi di formazione rimangono uno dei misteri più affascinanti dell'astrofisica.
Un progresso significativo nella risoluzione di questo enigma è stato raggiunto grazie a questo nuovo studio, condotto dall’Università Statale di Milano in collaborazione con scienziati provenienti da Purdue University, Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics, Universidad de Chile, University of Tokyo, RIKEN institute e National Radio Astronomy Observatory, e pubblicato su Nature Astronomy.
Utilizzando il telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter Array) in Cile, gli astronomi hanno potuto rilevare l’acqua doppiamente deuterata (D2O) nel disco che circonda la giovane stella V883Ori.
“La rilevazione di acqua deuterata attesta in modo inequivocabile che l'acqua osservata nel disco protoplanetario è precedente alla sua stella centrale e che si è formata nelle primissime fasi della genesi sia della stella che dei suoi pianeti” afferma Margot Leemker, prima autrice e ricercatrice presso il Dipartimento di Fisica dell’Università degli Studi di Milano.
In precedenza, gli scienziati dibattevano su due scenari principali per spiegare l’origine dell’acqua trovata su comete e pianeti: l’ereditarietà chimica o il reset chimico. Il primo scenario postulava che l’acqua provenisse direttamente dalla nube molecolare iniziale (la fase embrionale della formazione stellare). Il secondo ipotizzava che la maggior parte dell'acqua originale venisse distrutta durante il collasso della nube (a causa di calore, radiazioni e shock), per poi riformarsi nel disco protoplanetario con una differente composizione chimica (il processo di distruzione e ricombinazione è noto come reset chimico). La distinzione tra i due scenari si basa sull’analisi dei rapporti isotopici dell’acqua.
Ora, l’identificazione di acqua pesante già all’interno del disco di formazione planetaria attorno a V883Ori, dimostra che una parte significativa della riserva d’acqua è in grado di sopravvivere al transito dalla nube molecolare al disco, confermando così l’ipotesi dell’ereditarietà. L’acqua pesante è una variante dell'acqua in cui i due atomi di idrogeno sono stati sostituiti da atomi di deuterio, un isotopo dell’idrogeno. Questa molecola si forma esclusivamente in ambienti estremamente freddi e non si ricompone facilmente dopo la distruzione. Per questo motivo, è un indicatore affidabile per distinguere l'acqua "antica" da quella "riformata".
Attraverso la misurazione del rapporto isotopico D2O/H2O, gli scienziati hanno trovato un valore pienamente compatibile con le previsioni dello scenario di ereditarietà. Ciò conferma che l’acqua nel disco si è originata nella nube molecolare, precedendo la nascita della stella e dei pianeti.
“Questo risultato rappresenta una svolta fondamentale anche per delineare l'origine dell'acqua nel nostro Sistema Solare e, in ultima analisi, sul nostro pianeta Terra” conclude Margot Leemker.
