Le sostanze complesse a base di carbonio sono comuni in molte regioni del cosmo. La formazione di molte di queste sostanze è un mistero, soprattutto nel caso di molti composti organici che si sono generati sulla Terra primordiale e che sono stati essenziali per l’emergere della vita su di essa.
Utilizzando una tecnica di compressione laser e una tecnica di diffrazione dei raggi X presso lo stabilimento di Stanford Linear Accelerator (SLAC) in California, il team di Dana Dattelbaum del Los Alamos National Laboratory ha recentemente scoperto un meccanismo di formazione di complesse molecole solide a base di carbonio dal benzene liquido, un comune idrocarburo. Questo meccanismo potrebbe spiegare parte del mistero della formazione di complessi composti di carbonio sulla Terra primordiale e altrove nell’universo.
Negli esperimenti, quando il benzene liquido è stato colpito con una pressione di 55 gigapascal, Dattelbaum e i suoi colleghi sono stati in grado di catturare la formazione e la struttura cristallina dei prodotti di reazione all’urto su scale temporali di nanosecondi. Le reazioni chimiche del benzene in queste condizioni estreme hanno portato a una complessa miscela di prodotti costituiti da allotropi di carbonio e idrocarburi.
Un allotropo è una forma fisica diversa di un elemento chimico.
Una delle ipotesi per la formazione della vita sulla Terra è supportata dalla teoria che gli impatti di corpi extraterrestri, essenzialmente asteroidi e comete, fornissero un meccanismo per la formazione di molecole complesse a base di carbonio, dovute alle pressioni e alle temperature estreme di un onda d’urto. Alcune di queste molecole sono elementi costitutivi della vita.
La nuova ricerca supporta tale ipotesi e mostra come il benzene si evolva in altre forme complesse sotto la compressione di una collisione paragonabile a quella generata dalla caduta di un asteroide o di un analogo corpo extraterrestre.
In diverse indagini precedenti, questo problema è stato analizzato da un approccio teorico, ma le misurazioni effettuate dal team di Dattelbaum sono le prime ad essere effettuate in situ, utilizzando raggi X ad alta luminosità, sull’evoluzione del benzene verso altre sostanze da impatti come quelli dei corpi extraterrestri.