La luce ultravioletta è ciò che potresti chiamare un controverso tipo di radiazione. Da un lato, la sovraesposizione può portare a scottature solari, un aumento del rischio di cancro della pelle e danni alla vista e al sistema immunitario di una persona. D'altra parte, ha anche alcuni enormi benefici per la salute, tra cui la promozione del sollievo dallo stress e la stimolazione della produzione naturale di vitamina D, seratonina e melanina nel corpo.
E secondo un nuovo studio di un team dell'Università di Harvard e del Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian (CfA), le radiazioni ultraviolette potrebbero anche aver giocato un ruolo critico nell'emergere della vita qui sulla Terra. Pertanto, determinare quanta radiazione UV viene prodotta da altri tipi di stelle potrebbe essere una delle chiavi per trovare prove della vita di qualsiasi pianeta che li orbita attorno.
Lo studio, intitolato "The Surface UV Environment on Planets Orbiting M Dwarfs: Implications for Prebiotic Chemistry and the Need for Experimental Follow-up", è recentemente apparso in Il diario astrofisico. Guidato da Sukrit Ranjan, ricercatore in visita post-dottorato presso il CfA, il team si è concentrato sulle stelle di tipo M (nano rosso) per determinare se questa classe di stelle produce abbastanza radiazioni UV per avviare i processi biologici necessari per far emergere la vita.
Studi recenti hanno indicato che le radiazioni UV possono essere necessarie per la formazione di acido ribonucleico (RNA), che è necessario per tutte le forme di vita come la conosciamo. E data la velocità con cui i pianeti rocciosi sono stati scoperti intorno a stelle nane rosse di recente (esemplificati includono Proxima b, LHS 1140b e i sette pianeti del sistema TRAPPIST-1), a quanta radiazione UV emettono nani rossi potrebbe essere centrale determinare l'abitabilità dell'esopianeta.
Come ha spiegato il dott. Ranjan in un comunicato stampa della CfA:
“Sarebbe come avere un mucchio di legna e accendere e voler accendere un fuoco, ma non avere un fiammifero. La nostra ricerca mostra che la giusta quantità di luce UV potrebbe essere una delle partite che prende vita quando sappiamo che si accende. "
Per motivi di studio, il team ha creato modelli di trasferimento radiativo di stelle nane rosse. Hanno quindi cercato di determinare se l'ambiente UV sui pianeti Terra-analogici prebiotici che li orbitavano sarebbe stato sufficiente a stimolare i fotoprocessi che avrebbero portato alla formazione di RNA. Da questo, hanno calcolato che i pianeti in orbita attorno alle stelle M-nane avrebbero avuto accesso a radiazioni UV bioattive 100-1000 volte meno di una giovane Terra.
Di conseguenza, la chimica che dipende dalla luce UV per trasformare elementi chimici e condizioni prebiotiche in organismi biologici probabilmente si spegnerebbe. In alternativa, il team ha stimato che anche se questa chimica fosse in grado di procedere con un livello ridotto di radiazione UV, opererebbe a un ritmo molto più lento rispetto a quanto fatto sulla Terra miliardi di anni fa.
Come ha spiegato Robin Wordsworth - un assistente professore alla Harvard School of Engineering and Applied Science e coautore dello studio - questa non è necessariamente una brutta notizia per quanto riguarda le questioni di abitabilità. "Potrebbe essere una questione di trovare il punto debole", ha detto. "Deve esserci abbastanza luce ultravioletta per innescare la formazione della vita, ma non così tanto da erodere e rimuovere l'atmosfera del pianeta".
Precedenti studi hanno dimostrato che anche le nane rosse calme sperimentano bagliori drammatici che periodicamente bombardano i loro pianeti con esplosioni di energia UV. Mentre questo era considerato qualcosa di pericoloso, che poteva spogliare i pianeti in orbita delle loro atmosfere e irradiare la vita, è possibile che tali bagliori potessero compensare i livelli più bassi di UV prodotti costantemente dalla stella.
Questa notizia arriva anche sulla scia di uno studio che ha indicato come i pianeti esterni del sistema TRAPPIST-1 (compresi i tre situati nella sua zona abitabile) potrebbero ancora avere molta acqua delle loro superfici. Anche in questo caso, la chiave era la radiazione UV, in cui il team responsabile dello studio ha monitorato i pianeti TRAPPIST-1 per i segni di perdita di idrogeno dalle loro atmosfere (un segno di fotodissociazione).
Questa ricerca ricorda anche un recente studio condotto dal professor Avi Loeb, presidente del dipartimento di astronomia dell'Università di Harvard, direttore dell'Istituto di teoria e computazione, nonché membro del CfA. Intitolato "Relative Likelihood for Life as a Function of Cosmic Time", Loeb e il suo team hanno concluso che le stelle nane rosse hanno maggiori probabilità di dar vita alla vita a causa della loro bassa massa ed estrema longevità.
Rispetto alle stelle di massa superiore che hanno una durata di vita più breve, è probabile che le stelle nane rosse rimangano nella loro sequenza principale per un periodo compreso tra sei e dodici trilioni di anni. Quindi, le stelle nane rosse sarebbero certamente in circolazione abbastanza a lungo da accogliere anche un ritmo fortemente rallentato dell'evoluzione organica. A questo proposito, questo ultimo studio potrebbe persino essere considerato una possibile risoluzione per il paradosso di Fermi: dove sono tutti gli alieni? Si stanno ancora evolvendo!
Ma come ha indicato Dimitar Sasselov - il professore di astronomia di Phillips ad Harvard, il direttore dell'Iniziativa Origins of Life e un coautore del documento - ci sono ancora molte domande senza risposta:
“Abbiamo ancora molto lavoro da fare in laboratorio e altrove per determinare in che modo i fattori, incluso l'UV, giocano sulla questione della vita. Inoltre, dobbiamo determinare se la vita può formarsi a livelli UV molto più bassi di quelli che sperimentiamo qui sulla Terra. "
Come sempre, gli scienziati sono costretti a lavorare con un quadro di riferimento limitato quando si tratta di valutare l'abitabilità di altri pianeti. Per quanto ne sappiamo, la vita esiste solo sul pianeta (cioè la Terra), il che influenza naturalmente la nostra comprensione di dove e in quali condizioni può prosperare la vita. E nonostante le ricerche in corso, la questione di come la vita sia emersa sulla Terra è ancora qualcosa di misterioso.
Se la vita dovesse essere trovata su un pianeta in orbita attorno a una nana rossa, o in ambienti estremi che ritenevamo inabitabili, suggerirebbe che la vita può emergere ed evolversi in condizioni molto diverse da quelle della Terra. Nei prossimi anni, le missioni di prossima generazione come James Webb Space Telescope sono il Giant Magellan Telescope che dovrebbero rivelare di più sulle stelle lontane e sui loro sistemi di pianeti.
Il risultato di questa ricerca includerà probabilmente nuove intuizioni su dove la vita può emergere e le condizioni in cui può prosperare.
