MOLECOLE ORGANICHE NELLO SPAZIO

Fino al 1828 la Chimica Organica veniva definita come chimica degli esseri viventi, in quanto si riteneva che questi fossero dotati di uno “spirito vitale” assente nelle sostanze inorganiche.
Un duro colpo a questa definizione fu dato dal chimico tedesco Friedrich Wöhler che nel 1828 sintetizzò in laboratorio il primo composto organico, l’Urea.
Lentamente si cominciò a capire che la Chimica degli esseri viventi era identica a quella delle “sostanze” non viventi finchè finalmente si adottò nel 1861 la definizione attuale:
“La Chimica Organica è la Chimica dei composti del Carbonio”.
Questo perchè i composti chimici che costituiscono gli esseri viventi sono in generale più complessi di quelli caratteristici della materia “inanimata” e sono tutti basati sull’atomo di Carbonio.
L’atomo di Carbonio (simbolo C) è infatti l’unico che ha la capacità di formare lunghe catene di atomi, non solo lineari, ma anche ramificate e cicliche, formate anche da migliaia di atomi, e quindi è l’unico elemento che può formare i composti chimici caratteristici della materia vivente, detti appunto composti organici.
Questa premessa era necessaria per comprendere l’importanza scientifica della scoperta di numerose sostanze organiche nello spazio.
Ricordiamo brevemente che le stelle di prima generazione sono formate essenzialmente di Idrogeno (H) ed Elio (He).
Nel loro nucleo avviene la reazione nucleare di trasformazione dell’Idrogeno in Elio e, quando si esaurisce l’Idrogeno, cominciano a diventare instabili ed a “bruciare” l’Elio, trasformandolo in elementi chimici più pesanti.
Nel caso queste stelle abbiano una massa superiore ad 8 masse solari, esplodono violentemente (supernovae) proiettando nello spazio questi elementi più pesanti, tra cui quelli caratteristici del “fenomeno vita”: Carbonio (C), Azoto (N), Ossigeno (O), Zolfo (S) e Fosforo (P).
Si creano così nello spazio immense nubi di gas e polveri che contengono questi elementi.
Lentamente queste nubi si contraggono generando nuove stelle (di seconda generazione) circondate quasi sempre da pianeti che contengono anch’essi questi nuovi elementi.
Così è accaduto anche per il Sistema Solare e per il nostro pianeta, la Terra, sul quale, quasi subito dopo la sua formazione, ha cominciato a nascere il “fenomeno vita” basato sull’atomo di Carbonio che ha iniziato a formare gli “scheletri” di molecole sempre più grandi e complesse, ai quali si legavano soprattutto gli atomi di Idrogeno, Azoto, Ossigeno, Zolfo e Fosforo.
Attualmente sono state individuate nello spazio circa 190 diverse molecole organiche (140 nelle nubi interstellari e 50 nelle comete, nei meteoriti e nelle atmosfere planetarie, stellari e delle nane brune), me se ne individuano continuamente di nuove e sempre più complesse.
Per quanto riguarda il nostro Sistema Solare, dobbiamo subito rilevare che il Metano (CH4) è presente nelle atmosfere di Giove, Saturno, Urano e Nettuno in percentuali differenti.
Recentemente questo semplice composto organico è stato individuato anche su esopianeti extrasolari.
Su tutti o alcuni di questi pianeti (Giove, Saturno, Urano, Nettuno), ma anche su alcuni dei loro satelliti, oltre al Metano, sono state individuate anche tracce di altre molecole organiche e radicali organici un po’ più complessi (C2H2, C2H4, C2H6, C3H8, C3H4, C4H2 e C6H6).
Sempre restando nel nostro Sistema Solare, molecole organiche più complesse, anche di tipo prebiotico, sono state individuate su Comete e Meteoriti (solo alcuni esempi: CH3CN, HCN, H2CO, CH3OH, C14H10, CH4, C2H6, C2H2, HCOOH, HC3N, HOCH2CH2OH, HCOCH3, C16H10).
Ma la vera “miniera” di molecole organiche sono le nubi di gas e polveri interstellari.
Dobbiamo rilevare che in queste nubi, oltre alle molecole organiche, sono state rilevate anche sostanze inorganiche ritenute indispensabili alla nascita della vita quali l’Ammoniaca (NH3), l’Acqua (H2O), il Monossido di Carbonio (CO), l’Acido Cianidrico (HCN) e l’Acido Solfidrico (H2S).
Sarebbe noioso per il lettore fare un elenco completo dei composti organici scoperti nelle nubi interstellari per cui, solo a titolo di esempio, ne menzioniamo solo qualcuno più interessante:

H2CO (Formaldeide)
CH3OH (Metanolo)
CH3CHO (Acetaldeide)
HCOOH (Acido Formico)
CH2CN (Radicale Cianometile)
HC3N (Cianoacetilene)
C3H6O3 (Gliceraldeide)
CO(CH2OH)2 (Diidrossiacetone)
CH2OHCHO (Glicolaldeide)
CH3C5N (Metilcianoacetilene)
CH3C6H (Metiltriacetilene)
CH2CCHCN (Cianoallene)
NH2CH2COOH (Glicina)

In questo piccolo elenco ci sono precursori di carboidrati ed amminoacidi ma l’ultimo composto, la Glicina è un Amminoacido !
Indizi sulla presenza della Glicina nello Spazio sono emersi fin dagli anni ’90, ma la assoluta certezza si è avuta solo nel 2002.
La Glicina è uno dei venti amminoacidi caratteristici del “fenomeno” vita sul nostro pianeta. Questi venti amminoacidi sono gli unici “controllati” dal DNA nella sua costruzione delle proteine che, a loro volta, sono i costituenti fondamentali di tutti gli esseri viventi (almeno sul nostro pianeta).
Ricordiamo che in queste immense nubi di gas e polveri si formano non solo stelle, ma anche pianeti e satelliti che, se nascono alla opportuna distanza dalla loro stella, hanno a disposizione tutte le sostanze organiche necessarie allo sviluppo delle vita.
Ma la ricerca delle molecole organiche nello spazio è solo agli inizi ….