• 31 Maggio 2022 20:15

SCIENZA & DINTORNI

Divulgazione storica e scientifica – DIRETTORE Fabiana Leoncavallo

Una delle prioritarie campagne osservative del JWST riguarderà lo studio delle atmosfere degli esopianeti, alla ricerca dei segnali indicanti la presenza di vita e per farlo userà svariate tecniche di analisi fino ad ora impossibili.

Fino ad oggi la ricerca di vita Extra Terreste è stata porta avanti con orgogliosa tenacia dal progetto SETI (Search for Extra Terrestrial Inteligence) attraverso l’utilizzo di radio telescopi tarati per captare segnali radio provenienti dallo spazio profondo.

Le onde radio hanno l’indubbio vantaggio di essere assorbite o riflesse in maniera minore rispetto a segnali codificati con altri tipi di radiazioni elettromagnetiche e data la loro abbondante lunghezza d’onda possono portare informazione per distanze estremamente grandi senza indebolirsi. Di contro, per cogliere un segnale radio, dobbiamo anche sapere a quale frequenza esso sia stato trasmesso e sintonizzarci per captarlo, cosa per niente facile. I fisici Giuseppe Cocconi e Philip Morrison proposero come particolarmente degna di nota la frequenza emessa dell’Idrogeno neutro pari a 1.420 GHz in quanto elemento più comune dell’universo.

Purtroppo però, dopo molti decenni di osservazione, nessun segnale alieno è stato captato e verificato. Molti proposero che civiltà aliene progredite avrebbero inviato messaggi nello spazio attraverso sistemi più sofisticati come segnali ottici attraverso potenti impulsi laser invece che le “arcaiche” onde radio.  Vennero quindi proposti molti esperimenti ottici, ma sempre con risultati deludenti.

Forse non siamo ancora in grado di trovare i segnali emessi da civiltà aliene più progredite di noi magari, semplicemente, perché non sappiamo cosa cercare o perché questi messaggi sono codificati in modi per noi imperscrutabili e dovremo aspettare di progredire ulteriormente per riuscirci.

Ora però, grazie alla potenza dei nuovi telescopi spaziali come il James Webb Space Telescope (JWST), avremo molte più chances, nella ricerca attiva di vita extraterrestre – anche se cerchiamo batteri e non omini verdi –  andando ad osservare direttamente i pianeti extra solare e le loro atmosfere.

Sondare gli esopianeti

Ad oggi gli esopianeti ufficialmente confermati sono più di 5.000 e stime recenti fatte dalla NASA indicano come il numero di quelli presenti solo nella nostra galassia supera il trilione.

La prima indagine che il James Webb applicherà su quei lontani mondi riguarderà le tracce che la vita vegetale rilascia nelle atmosfere. Quest’analisi è già stata fatta in passato e proprio sull’unico pianeta di cui abbiamo certezza assoluta della presenza di piante in abbondanza, la Terra.

Nel suo viaggio verso Giove, la sonda Galileo, che studiò il gigante gassoso dal 1995 al 2003, puntò i suoi strumenti verso la Terra e raccolse la chiara indicazione della presenza di piante. Fu rilevata la biofirma del bordo rosso della vegetazione (VRE), una miscela di luce rossa e infrarossa riflessa dalle piante. JWST attraverso la spettroscopia misurerà il VRE di pianeti lontani simili alla Terra nella zona abitabile attorno alle stelle; e se ce ne fosse uno ricoperto da foreste pluviali o giungle, riusciremmo ad indentificarne le tracce.

Quando un pianeta passa davanti alla sua stella madre, la luce viene filtrata dall’atmosfera. Gli atomi delle atmosfere planetarie assorbono determinate lunghezze d’onda lasciando un’impronta digitale unica che il JWST è pronto a rilevare. In questo modo si può studiare la composizione atmosferica di un esopianeta e dedurne la presenza di vita in caso ce ne fosse. Se si scoprisse che i pianeti delle dimensioni della Terra hanno un’atmosfera simile al nostro pianeta (cioè contenente principalmente ossigeno, azoto e anidride carbonica), quel pianeta potrebbe probabilmente supportare forme di vita.

Durante un’eclissi di Luna, il nostro satellite si tinge di rosso per via dell’atmosfera della terra che passando davanti al Sole, filtra e proietta la propria ombra sulla Lune. Il principio è lo stesso di quello che il JWST sfrutterà per analizzare le atmosfere degli esopianeti.

Anche la vita tecnologicamente evoluta potrebbe forse essere identificata cercando la presenza di sostanze chimiche che non si trovano naturalmente. Se gli alieni guardassero l’atmosfera della Terra da lontano, probabilmente vedrebbero i clorofluorocarburi (CFC), che sono stati prodotti per l’uso nei materiali di refrigerazione e pulizia. Jacob Haqq-Misra del Blue Marble Space Institute di Seattle ha suggerito che se il JWST rilevasse CFC o simili nelle atmosfere di esopianeti, allora sarebbe un’indicazione che esiste una civiltà.

Secondo recenti studi, queste tecnofirme, sarebbero ancora più abbondanti rispetto a quelle biologiche.

Riconoscere la Vita

Al momento, l’unico esempio di vita che conosciamo e quella presente sulla Terra, ma non è detto che tutta la vita nell’universo sia tutta uguale, anzi, molti ritengono che potrebbe essere completamente diversa, plasmata dall’ambiente su cui si è sviluppata.

Ad esempio, sulla Terra, gli organismi estremofili (chiamati così perchè vivono in condizioni per noi estreme) proliferano a temperature dai 120 C° a -20 C° ed in ambienti con pH così basso in cui non ci si aspetterebbe mai di trovare la vita.

Queste considerazioni aumentano di molto il numero di pianeti extrasolari nei quali la vita potrebbe prosperare, ma almeno all’inizio è sensato considerare di ricercarla in ambienti più familiari.  I primi candidati saranno pianeti orbitanti nella zona abitabile della loro stella madre e che potrebbero avere acqua liquida sulla loro superficie. Stelle come il nostro Sole sono molto stabili e permetterebbero un’evoluzione tranquilla alle forme di vita, ma di contro hanno una vita “breve”.

Per questo motivo si guarda alle stelle nane rosse che, con una vita media 1000 volte superiore a quella del Sole, darebbe all’evoluzione un tempo molto più lungo, ma di contro sono molto più fredde ed instabili e un pianeta dovrebbe orbitare molto vicino per ottenere la stessa quantità di luce che la Terra riceve dal Sole che ha il vantaggio però di restare ad una congrua distanza di sicurezza.   

Le prime campagne osservative

Le prime campagne osservative del JWST consisterà nell’ esaminare un sistema di esopianeti chiamato TRAPPIST-1, che si trova a 40 anni luce da noi. Questo consiste di sette pianeti rocciosi delle dimensioni della Terra in orbita attorno a una fredda stella nana rossa. La stella TRAPPIST-1 è solo 1/10 della massa del nostro Sole, e tre dei suoi pianeti si trovano nella sua zona abitabile. Ciò significa che potrebbero avere acqua liquida sulla loro superficie ma la vicinanza con la stella  potrebbe aver causato un blocco mareale che li obbligherebbe a mostrare alla sempre la stessa “faccia” (esattamente come la Luna che mostra alla Terra sempre lo stesso lato)

Rappresentazione del sistema planetario di TRAPPIST-1

Molte altre stelle verranno osservate, come ad esempio Epsilon Eridani e Tau Ceti che essendo simili al Sole danno molte aspettative agli scienziati. Se ci sia vita in qualsiasi altra parte dell’universo è una delle domande più importanti nella scienza. L’universo potrebbe pullulare di vita, o forse siamo completamente soli, abbandonati in un mondo solitario sperduto nell’immensa vastità dello spazio.

In sostanza al momento dobbiamo accantonare l’ambizione di parlare con ET ma possiamo almeno sperare di trovarlo.

Luca Garbin

Laurea magistrale in economia e finanze internazionale, per anni ho lavorato nel settore assicurativo, coltivando in parallelo la passione per le scienze naturali e sociali oltre che per la scrittura. Nei miei articoli cerco di far avvicinare i neofiti agli argomenti  ed intrigare gli esperti, coadiuvando uno stimolante accrescimento personale

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