Nei loro sforzi per trovare prove della vita al di là del nostro Sistema Solare, gli scienziati sono costretti ad adottare quello che è noto come l'approccio del "frutto basso". Fondamentalmente, questo si riduce a determinare se i pianeti potrebbero essere "potenzialmente abitabili" in base al fatto che sarebbero abbastanza caldi da avere acqua liquida sulla loro superficie e atmosfere dense con abbastanza ossigeno.
Questa è una conseguenza del fatto che i metodi esistenti per esaminare pianeti distanti sono in gran parte indiretti e che la Terra è solo un pianeta di cui siamo a conoscenza che è in grado di sostenere la vita. Ma cosa succede se i pianeti che hanno molto ossigeno non sono garantiti per produrre vita? Secondo un nuovo studio di un team della Johns Hopkins University, questo potrebbe benissimo essere il caso.
I risultati sono stati pubblicati in uno studio intitolato "Chimica della fase gassosa delle atmosfere esopianete fresche: insight dalle simulazioni di laboratorio", che è stato recentemente pubblicato sulla rivista scientifica ACS Earth and Space Chimica. Per motivi di studio, il team ha simulato le atmosfere dei pianeti extra-solari in un ambiente di laboratorio per dimostrare che l'ossigeno non è necessariamente un segno di vita.
Sulla Terra, l'ossigeno gassoso costituisce circa il 21% dell'atmosfera ed è emerso a seguito della fotosintesi, culminata nel Grande Evento di Ossigenazione (circa 2,45 miliardi di anni fa). Questo evento ha cambiato drasticamente la composizione dell'atmosfera terrestre, passando da una composta da azoto, anidride carbonica e gas inerti alla miscela azoto-ossigeno che conosciamo oggi.
A causa della sua importanza per l'ascesa di forme di vita complesse sulla Terra, il gas ossigeno è considerato una delle più importanti biosignature quando si cercano possibili indicazioni di vita oltre la Terra. Dopotutto, l'ossigeno gassoso è il risultato di organismi fotosintetici (come batteri e piante) ed è consumato da animali complessi come insetti e mammiferi.
Ma quando si arriva a questo, c'è molto che gli scienziati non sanno su come diverse fonti di energia innescano reazioni chimiche e su come tali reazioni possano creare biosignature come l'ossigeno. Mentre i ricercatori hanno eseguito modelli fotochimici su computer per prevedere quali atmosfere esopianeta potrebbero essere in grado di creare, mancano vere simulazioni in un ambiente di laboratorio.
Il team di ricerca ha condotto le loro simulazioni utilizzando la camera appositamente progettata di Planetary HAZE (PHAZER) nel laboratorio di Sarah Hörst, assistente professore di scienze planetarie e planetarie presso la JHU e uno dei principali autori del documento. I ricercatori hanno iniziato creando nove diverse miscele di gas per simulare le atmosfere degli esopianeti.
Queste miscele erano coerenti con le previsioni fatte sui due tipi più comuni di esopianeta nella nostra galassia: Super-Terre e mini-Nettuno. Coerentemente con queste previsioni, ogni miscela era composta da anidride carbonica, acqua, ammoniaca e metano e veniva quindi riscaldata a temperature comprese tra 27 e 370 ° C (80-700 ° F).
Il team ha quindi iniettato ciascuna miscela nella camera PHAZER e le ha esposte a una delle due forme di energia note per innescare reazioni chimiche in atmosfera: il plasma da una corrente alternata e la luce ultravioletta. Mentre le prime simulavano attività elettriche come fulmini o particelle energetiche, la luce UV simulava la luce del Sole, il principale motore delle reazioni chimiche nel Sistema Solare.
Dopo aver eseguito l'esperimento ininterrottamente per tre giorni, il che corrisponde a quanto tempo i gas atmosferici sarebbero esposti a una fonte di energia nello spazio, i ricercatori hanno misurato e identificato le molecole risultanti con uno spettrometro di massa. Ciò che hanno scoperto è che in più scenari sono state prodotte ossigeno e molecole organiche. Questi includevano formaldeide e acido cianidrico, che possono portare alla produzione di aminoacidi e zuccheri.
In breve, il team è stato in grado di dimostrare che l'ossigeno gassoso e le materie prime da cui potrebbe emergere la vita potrebbero essere entrambi creati attraverso semplici reazioni chimiche. Come ha spiegato Chao He, l'autore principale dello studio:
“Le persone suggerivano che ossigeno e sostanze organiche presenti insieme indicavano la vita, ma le abbiamo prodotte in modo abiotico in più simulazioni. Ciò suggerisce che anche la co-presenza di biosignature comunemente accettate potrebbe essere un falso positivo per la vita. "
Questo studio potrebbe avere implicazioni significative quando si tratta della ricerca della vita oltre il nostro Sistema Solare. In futuro, i telescopi di prossima generazione ci daranno la possibilità di rappresentare direttamente gli esopianeti e ottenere spettri dalle loro atmosfere. Quando ciò accade, potrebbe essere necessario riconsiderare la presenza di ossigeno come potenziale segno di abitabilità. Fortunatamente, ci sono ancora molte potenziali biosignature da cercare!
