Chimica dell’ossigeno nei ghiacci interstellari

Abstract

Osservazioni astronomiche condotte sia in regioni di formazione stellare che in ambienti cometari hanno rivelato la presenza di numerose specie organiche, sia aromatiche sia ossigenate, suggerendo la presenza di un (Astro)chimica organica diversificata attiva anche alle temperature estremamente basse (~10–50 K) caratteristiche di questi ambienti.

A causa delle basse temperature, infatti, molte molecole condensano nei ghiacci che rivestono i grani di polvere interstellare facilitando le reazioni chimiche.
Studi di laboratorio mostrano che l’irraggiamento UV di ghiacci complessi favorisce la formazione di nuove specie chimiche sia tramite processi fotoiniziati diretti, sia attraverso specie energetiche generate dalla frammentazione che alimentano ulteriori reazioni chimiche.

In questo contesto, il ruolo dell’ossigeno atomico, in particolare nel suo stato eccitato O(1D), nella chimica dei ghiacci astrofisici è studiato come possibile motore di complessità molecolare.
Esperimenti condotti su ghiacci formati in condizioni di ultra-alto vuoto e a temperature criogeniche mostrano che l’inserzione di ossigeno rappresenta un canale efficiente per l’ossidazione e la funzionalizzazione di una varietà di molecole organiche.

In questo lavoro in particolare, si studiano l’inserzione di O(1D) nell’acetaldeide a formare glicolaldeide e acido acetico, e parallelamente la reazione di ossigeno atomico in sistemi aromatici, con formazione di derivati ossigenati. Entrambi i processi evidenziano come reazioni indotte in condizioni criogeniche possano contribuire alla crescita della complessità chimica fino a specie di interesse prebiotico.

Nel complesso, i risultati suggeriscono che la chimica indotta da O(1D) nei ghiacci rappresenta una via plausibile per la formazione di molecole organiche complesse, inclusi precursori di zuccheri, nelle prime fasi della formazione stellare e planetaria.