Se c’è isoprene, molto probabilmente c’è vita

Trovato un altro forte biomarcatore per le atmosfere egli esopianeti

This artist’s impression shows the planet K2-18b, it’s host star and an accompanying planet in this system. K2-18b is now the only super-Earth exoplanet known to host both water and temperatures that could support life. UCL researchers used archive data from 2016 and 2017 captured by the NASA/ESA Hubble Space Telescope and developed open-source algorithms to analyse the starlight filtered through K2-18b’s atmosphere. The results revealed the molecular signature of water vapour, also indicating the presence of hydrogen and helium in the planet’s atmosphere.

Con oltre 4.300 esopianeti conosciuti e quasi 6.000 in attesa di conferma, è lecito domandarsi quanto tempo impiegheranno gli astronomi per trovare vita aliena su uno di essi. Con l’entrata in funzione di nuovi “cacciatori” di pianeti e potenti telescopi di nuova generazione, potrebbero davvero volerci pochi anni. Tuttavia tale scoperta non sarà conseguenza del solo avanzamento tecnologico, ma coinvolgerà soprattutto la conoscenza di come la vita, almeno nella forma a noi nota, potrebbe manifestarsi negli strumenti d’indagine. In altri termini, per cercarla gli astronomi dovranno prima saperla riconoscere dalle tracce inequivocabili che essa produce.

È indiscutibile che una biosfera attiva sia in grado di modificare la composizione chimica della propria atmosfera, quindi è necessario identificare quelle sostanze rivelatrici (biomarcatori) che, con elevata probabilità, sono associabili alla presenza di vita. Possiamo distinguere i biomarcatori in due classi: deboli e forti. I primi (ossigeno, anidride carbonica, acqua, ecc.), sono gas prodotti dall’attività biologica e in processi chimici naturali, quindi trovarli nelle atmosfere planetarie sarebbe un buon indizio ma non una prova conclusiva. I biomarcatori forti indicherebbero invece una probabilità ben maggiore, se non la quasi certezza, che a produrli siano proprio forme di vita.

La ricerca di possibili gas biomarcatori forti sta accelerando perché è l’unico modo per indagare a distanza un esopianeta attraverso l’analisi spettrale della sua atmosfera. La lista di tali molecole è in continua crescita e ad essa uno studio del Massachusetts Institute of Technology (MIT), con primo autore Zhuchang Zhan, ha aggiunto un idrocarburo chiamato isoprene (C₅H₈). La sua formazione geochimica è fortemente improbabile e non sono noti falsi positivi abiotici, quindi la sua presenza nell’atmosfera planetaria sarebbe principalmente imputabile alla produzione da parte di viventi.

Il tasso di produzione d’isoprene sulla Terra è quasi pari a quello del metano, ma la molecola viene velocemente scissa dai radicali contenenti ossigeno oppure per via fotochimica in un’atmosfera anossica, a causa dei raggi ultravioletti emessi dalla stella ospite. Come il suo parente metano, l’isoprene è una molecola d’idrocarburi organici che viene prodotta come metabolita secondario da varie forme viventi. Le principali fonti sono piante con foglie decidue, ma viene emesso pure da batteri e animali, perciò la sua rivelazione sarebbe un indicatore del livello evolutivo presente se associato o meno a un’atmosfera ricca di ossigeno. Nei pianeti primordiali, in cui la vita sia appena sorta, tipo la Terra tra 4 e 2,5 miliardi di anni fa, l’abbondanza di isoprene atmosferico sarebbe rivelatrice di organismi simili ai cianobatteri.

La rapida distruzione della molecola complica la rilevazione a causa della bassa intensità del segnale che verrebbe prodotto, ma con ripetute osservazioni, sarebbe registrabile nell’atmosfera di un pianeta di taglia terrestre in transito sulla sua stella ospite dal James Webb Space Telescope, il cui lancio è previsto per ottobre di quest’anno. Con il nuovo telescopio spaziale, gli astronomi avranno la prima vera concreta capacità di cercare gas biomarcatori nelle atmosfere planetarie nel vicino e medio infrarosso, dove si concentrano alcune delle “firme” spettrali più importanti, così come la nuova tecnologia consentirà di caratterizzarne meglio le atmosfere dei pianeti rocciosi nelle zone abitabili.

Una migliore conoscenza di questi mondi permetterà, inoltre, di porre limiti più stringenti all’abitabilità degli stessi in base alla composizione delle atmosfere. Anche così sarebbe comunque un compito molto complesso, sia perché i pianeti di tipo terrestre sono intrinsecamente deboli anche in “controluce”, sia perché alcune caratteristiche spettrali dell’isoprene sono molto simili a quelle del metano ed altri idrocarburi contenenti la sua sottostruttura molecolare. Nonostante questa difficoltà, l’isoprene è tra i più forti biomarcatori nella lista e converrà cercarlo.

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