Perché è così importante cercare l'acqua nello spazio?

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Sappiamo con certezza che l'acqua è presente in abbondanza sul nostro pianeta come liquido, ghiaccio e vapore, ma non è chiaro quanta possa essercene in tutto il resto dell'universo. La sua ricerca avviene per capire come si sono formati gli altri sistemi stellari, quindi è utile per scoprire come si è formato il nostro.

Miguel Pereira Santaella, ricercatori di fisica ad Oxford, ha parlato in un suo articolo dell'importanza della presenza di acqua nello spazio, che esiste solo in forma di vapore e di ghiaccio intrappolata nella polvere interstellare. Questo perché nello spazio la pressione è infinitesimamente più bassa rispetto al nostro pianeta, impedendo alle molecole di H2O di assumere lo stato liquido.

Per identificare tutti gli oggetti nello spazio gli scienziati non fanno altro che analizzare le onde elettromagnetiche che arrivano in direzione della terra per capire da dove provengono e studiare le caratteristiche del corpo che le ha generate. Studiare la formazione di sistemi stellari quando sono ancora nebulose (ovvero ammassi di polvere interstellare) è complesso e si analizza la molecola d'acqua proprio perché questa emette più luce quando avvengono le sue transizioni di stato energetico.

In pratica le molecole di H2O hanno delle fluttuazioni dei livelli energetici che fan sì che venga rilasciata energia sotto forma di radiazioni (ovvero onde elettromagnetiche). Queste radiazioni corrispondono più o meno all'assorbimento della frequenza dell'infrarosso da parte della molecola. Dal suolo sarebbe impossibile effettuare l'analisi di quelle frequenze a causa della presenza dell'atmosfera terrestre (ricca di vapore acqueo). Per questo si sfruttano tecnologie moderne come l'Atacama Large Millimeter Array (ALMA, un sistema di antenne gigantesche) situato a 5000m di altezza in Cile in una zona secca.

La prima transizione energetica di acqua nello spazio rilevata da ALMA è di una galassia a 160 milioni di anni luce dalla nostra, che ha un quantitativo di acqua pari a 30 trilioni di volte quella di tutti i nostri oceani, con un diametro 15 volte più lungo della distanza tra il sole e la terra. La transizione delle molecole d'acqua da uno stato energetico all'altro aumenta quando entrano in contatto con fotoni (onde elettromagnetiche) della frequenza dell'infrarosso, che vengono assorbiti e fan sì che l'H2O sia visibile fino al nostro pianeta (rendendo l'acqua rilevabile dai nostri telescopi). In questo modo sappiamo qual è l'intensità della luce infrarossa nel nucleo delle galassie.

La luce infrarossa viene prodotta soprattutto quando buchi neri supermassicci crescono o una stella si forma, ed in quei momenti tutto il resto della luce è invece assorbita dalla polvere interstellare (quindi non arriva ai nostri telescopi): questo assorbimento aumenta la temperature dei granelli che cominciano ad emettere luce infrarossa. Questo dovrebbe chiarire perché l'acqua (che è parte della polvere) è così essenziale, visto che cattura proprio questa radiazione e ci permette quindi di identificare i fenomeni associati alla formazione di altri sistemi di stelle.

Il piano per il futuro è osservare queste transizioni delle molecole d'acqua in più galassie, dove i blocchi di polvere assorbono tutta la luce visibile, per capire come si sono formati gli altri sistemi di stelle ed arrivare ad una maggiore comprensione della nascita del sistema solare.

Nella foto in copertina potete osservare l'oscuramento causato dalla polvere interstellare durante la formazione di una stella.

FONTE: phys.org Quanto è interessante?
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