Nella caccia alla vita extra-terrestre, gli scienziati tendono a prendere quello che è noto come "approccio alla frutta basso". Ciò consiste nel cercare condizioni simili a quelle che sperimentiamo qui sulla Terra, che includono ossigeno, molecole organiche e molta acqua liquida. È interessante notare che alcuni dei luoghi in cui questi ingredienti sono presenti in abbondanza includono gli interni di lune ghiacciate come Europa, Ganimede, Encelado e Titano.
Mentre nel nostro Sistema Solare esiste un solo pianeta terrestre in grado di sostenere la vita (Terra), esistono più "mondi oceanici" come queste lune. Facendo un ulteriore passo avanti, un team di ricercatori del Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) ha condotto uno studio che ha dimostrato come le lune ghiacciate potenzialmente abitabili con gli oceani interni siano molto più probabili dei pianeti terrestri nell'Universo.
Lo studio, intitolato "Subsurface Exolife", è stato eseguito da Manasvi Lingam e Abraham Loeb dell'Harvard Smithsonain Center for Astrophysics (CfA) e dall'Institute for Theory and Computation (ITC) dell'Università di Harvard. Per motivi di studio, gli autori considerano tutto ciò che definisce una zona abitabile circumstellare (alias "Goldilocks Zone") e la probabilità che ci sia vita all'interno delle lune con gli oceani interni.
Per cominciare, Lingam e Loeb affrontano la tendenza a confondere le zone abitabili (HZ) con l'abitabilità o a considerare i due concetti come intercambiabili. Ad esempio, i pianeti che si trovano all'interno di una HZ non sono necessariamente in grado di sostenere la vita - a questo proposito, Marte e Venere sono esempi perfetti. Mentre Marte è troppo freddo e l'atmosfera è troppo sottile per sostenere la vita, Venere ha subito un effetto serra in fuga che lo ha reso un luogo caldo e infernale.
D'altra parte, i corpi che si trovano oltre le HZ sono stati trovati in grado di avere acqua liquida e gli ingredienti necessari per dare vita. In questo caso, le lune di Europa, Ganimede, Encelado, Dione, Titano e molti altri servono come esempi perfetti. Grazie alla prevalenza di acqua e riscaldamento geotermico causati dalle forze di marea, queste lune hanno tutti oceani interni che potrebbero benissimo sostenere la vita.
Come Lingam, ricercatore post-dottorato presso ITC e CfA e autore principale dello studio, ha detto a Space Magazine via e-mail:
"La nozione convenzionale di abitabilità planetaria è la zona abitabile (HZ), vale a dire il concetto che il" pianeta "deve essere situato alla giusta distanza dalla stella in modo che possa essere in grado di avere acqua liquida sulla sua superficie. Tuttavia, questa definizione presuppone che la vita sia: (a) basata sulla superficie, (b) su un pianeta in orbita attorno a una stella e (c) basata su acqua liquida (come solvente) e composti del carbonio. Al contrario, il nostro lavoro allenta le ipotesi (a) e (b), sebbene conserviamo ancora (c). "
In quanto tale, Lingam e Loeb ampliano la loro considerazione sull'abitabilità per includere mondi che potrebbero avere biosfere sotterranee. Tali ambienti vanno oltre le lune ghiacciate come Europa ed Encelado e potrebbero includere molti altri tipi di ambienti sotterranei profondi. Inoltre, è stato anche ipotizzato che la vita potesse esistere nei laghi di metano di Titano (cioè organismi metanogeni). Tuttavia, Lingam e Loeb hanno scelto di concentrarsi sulle lune ghiacciate.
“Anche se consideriamo la vita negli oceani sotterranei sotto l'involucro di ghiaccio / roccia, la vita potrebbe anche esistere nelle rocce idratate (cioè con acqua) sotto la superficie; quest'ultimo è a volte indicato come vita sotterranea ", ha detto Lingam. “Non abbiamo approfondito la seconda possibilità poiché molte delle conclusioni (ma non tutte) per gli oceani del sottosuolo sono applicabili anche a questi mondi. Allo stesso modo, come notato sopra, non consideriamo le forme di vita basate su sostanze chimiche e solventi esotici, dal momento che non è facile prevederne le proprietà. "
Alla fine, Lingam e Loeb hanno scelto di concentrarsi su mondi che orbiterebbero attorno alle stelle e che probabilmente contengono una vita sotterranea che l'umanità sarebbe in grado di riconoscere. Hanno quindi valutato la probabilità che tali corpi siano abitabili, quali vantaggi e quali sfide la vita dovrà affrontare in questi ambienti e la probabilità che tali mondi esistano oltre il nostro Sistema Solare (rispetto ai pianeti terrestri potenzialmente abitabili).
Per cominciare, "Ocean Worlds" presenta numerosi vantaggi in termini di supporto alla vita. All'interno del sistema gioviano (Giove e le sue lune) la radiazione è un grosso problema, che è il risultato di particelle cariche che rimangono intrappolate nel potente campo magnetico dei giganti gassosi. Tra quella e le atmosfere tenui della luna, la vita avrebbe difficoltà a sopravvivere in superficie, ma la vita che abita sotto il ghiaccio andrebbe molto meglio.
"Uno dei maggiori vantaggi dei mondi ghiacciati è che gli oceani sotterranei sono per lo più sigillati dalla superficie", ha detto Lingam. "Pertanto, è improbabile che le radiazioni UV e i raggi cosmici (particelle energetiche), che sono in genere dannosi per la vita basata sulla superficie ad alte dosi, influenzino la vita putativa in questi oceani del sottosuolo."
"Sul lato negativo", ha continuato, "l'assenza della luce solare come fonte di energia abbondante potrebbe portare a una biosfera che ha molti meno organismi (per unità di volume) rispetto alla Terra. Inoltre, è probabile che la maggior parte degli organismi presenti in queste biosfere sia microbica e la probabilità di evoluzione della vita complessa può essere bassa rispetto alla Terra. Un altro problema è la potenziale disponibilità di nutrienti (ad es. Fosforo) necessari per la vita; suggeriamo che questi nutrienti potrebbero essere disponibili solo in concentrazioni inferiori rispetto alla Terra su questi mondi. "
Alla fine, Lingam e Loeb hanno determinato che potrebbe esistere una vasta gamma di mondi con gusci di ghiaccio di moderato spessore in una vasta gamma di habitat in tutto il cosmo. Basandosi sulla probabilità statisticamente simile di questi mondi, hanno concluso che "mondi oceanici" come Europa, Encelado e altri come loro sono circa 1000 volte più comuni dei pianeti rocciosi che esistono nelle zone ad alta quota delle stelle.
Questi risultati hanno alcune implicazioni drastiche per la ricerca di vita extra-terrestre ed extra-solare. Ha anche implicazioni significative su come la vita può essere distribuita attraverso l'Universo. Come riassumeva Lingam:
“Concludiamo che la vita su questi mondi dovrà senza dubbio affrontare sfide degne di nota. Tuttavia, d'altra parte, non esiste un fattore definitivo che impedisca la vita (specialmente la vita microbica) di evolversi su questi pianeti e lune. In termini di panspermia, abbiamo considerato la possibilità che un pianeta fluttuante contenente exolife del sottosuolo possa essere temporaneamente "catturato" da una stella e che potrebbe forse seminare altri pianeti (in orbita attorno a quella stella) con la vita. Dato che sono coinvolte molte variabili, non tutte possono essere quantificate in modo accurato. "
Il professor Leob - Frank B. Baird Jr., professore di scienze all'Università di Harvard, direttore dell'ITC e coautore dello studio - ha aggiunto che trovare esempi di questa vita presenta la sua parte di sfide. Come ha detto a Space Magazine via e-mail:
“È molto difficile rilevare da remoto la vita della superficie inferiore (da una grande distanza) utilizzando i telescopi. Si potrebbe cercare il calore in eccesso, ma ciò può derivare da fonti naturali, come i vulcani. Il modo più affidabile per trovare la vita sottomarina è atterrare su un tale pianeta o luna e perforare la calotta glaciale superficiale. Questo è l'approccio previsto per una futura missione della NASA in Europa nel sistema solare. ”
Esplorando ulteriormente le implicazioni per la panspermia, Lingam e Loeb hanno anche considerato cosa potrebbe accadere se un pianeta come la Terra fosse mai espulso dal Sistema Solare. Come notano nel loro studio, ricerche precedenti hanno indicato come pianeti con atmosfere spesse o oceani sotterranei potrebbero ancora sostenere la vita mentre fluttuano nello spazio interstellare. Come ha spiegato Loeb, hanno anche considerato cosa sarebbe successo se un giorno fosse successo alla Terra:
“Una domanda interessante è cosa accadrebbe alla Terra se fosse espulso dal sistema solare nello spazio freddo senza essere riscaldato dal Sole. Abbiamo scoperto che gli oceani si congelerebbero fino a una profondità di 4,4 chilometri, ma sacche di acqua liquida sopravviverebbero nelle regioni più profonde dell'oceano terrestre, come la Fossa delle Marianne, e la vita potrebbe sopravvivere in questi restanti laghi sotterranei. Ciò implica che la vita sotterranea potrebbe essere trasferita tra i sistemi planetari. "
Questo studio serve anche a ricordare che mentre l'umanità esplora di più il Sistema Solare (in gran parte per motivi di ricerca di vita extra-terrestre) ciò che troviamo ha anche implicazioni nella caccia alla vita nel resto dell'Universo. Questo è uno dei vantaggi dell'approccio della "frutta bassa". Ciò che non sappiamo è informato ma ciò che facciamo e ciò che troviamo aiuta a informare le nostre aspettative su cos'altro potremmo trovare.
E, naturalmente, è un universo molto vasto là fuori. È probabile che ciò che possiamo trovare vada ben oltre ciò che siamo attualmente in grado di riconoscere!
