Nella caccia alla vita aliena, la nostra prima occhiata di extraterrestri potrebbe essere nell'arcobaleno di colori visti provenire dalla superficie di un esopianeta.
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Questa è l'idea ingannevolmente semplice alla base di uno studio condotto da Siddharth Hegde presso il Max Planck Institute for Astronomy in Germania. Viste da anni luce di distanza, le piante sulla Terra danno al nostro pianeta una tonalità distintiva nel vicino infrarosso, un fenomeno chiamato bordo rosso. Questo perché la clorofilla nelle piante assorbe la maggior parte delle onde luminose visibili ma inizia a diventare trasparente alle lunghezze d'onda all'estremità più rossa dello spettro. Un extraterrestre che guarda la Terra attraverso un telescopio potrebbe abbinare questo colore riflesso con la presenza di ossigeno nella nostra atmosfera e concludere che qui c'è vita.
Le piante, tuttavia, esistono da circa 500 milioni di anni, un fattore relativo nella storia del nostro pianeta di 4, 6 miliardi di anni. I microbi hanno dominato la scena per circa 2, 5 miliardi di anni in passato e alcuni studi suggeriscono che governeranno di nuovo la Terra per gran parte del suo futuro. Quindi Hegde e il suo team hanno raccolto 137 specie di microrganismi che hanno tutti pigmenti diversi e che riflettono la luce in modi specifici. Costruendo una libreria di spettri di riflettanza dei microbi - i tipi di colori che tali microscopiche creature riflettono a distanza - gli scienziati che esaminano la luce da esopianeti abitabili possono avere una pletora di possibili segnali da cercare, il team discute questa settimana negli Atti della National Academy of Sciences .
"Nessuno aveva esaminato la vasta gamma della vita diversificata sulla Terra e aveva chiesto come potremmo potenzialmente individuare tale vita su altri pianeti e includere la vita da ambienti estremi sulla Terra che potrebbe essere la" norma "su altri pianeti", Lisa Kaltenegger, un coautore dello studio, dice via e-mail. "Puoi usarlo per modellare una Terra diversa e con un diverso biota diffuso e guardare come apparirebbe ai nostri telescopi."
Per essere sicuri di avere abbastanza diversità, i ricercatori hanno esaminato i microbi che abitano temperati e le creature che vivono in ambienti estremi come deserti, sorgenti minerali, prese d'aria idrotermali o aree vulcanicamente attive.
Mentre potrebbe sembrare che la vita aliena possa assumere una grande varietà di forme - per esempio qualcosa come l'Horta a base di silicio di Star Trek - è possibile restringere le cose se limitiamo la ricerca alla vita come la conosciamo. Innanzitutto, qualsiasi forma di vita a base di carbonio che utilizza l'acqua come solvente non gradirà le brevi lunghezze d'onda della luce lontano nell'ultravioletto, perché questo UV ad alta energia può danneggiare le molecole organiche. All'altra estremità dello spettro, qualsiasi molecola che le piante aliene (o i loro analoghi) usano per la fotosintesi non raccoglierà luce che è troppo lontana nell'infrarosso, perché non c'è abbastanza energia a quelle lunghezze d'onda più lunghe.
Inoltre, la luce a infrarossi lontani è difficile da vedere attraverso un'atmosfera simile alla Terra perché i gas bloccano molte di queste onde e qualunque calore emetta il pianeta farà fuoriuscire qualsiasi segnale dalla vita superficiale. Ciò significa che i ricercatori hanno limitato la loro biblioteca ai colori riflessi che possiamo vedere osservando le lunghezze d'onda nella parte visibile dello spettro, la più lunga lunghezza d'onda UV e infrarossi a onde corte.
La biblioteca non sarà molto utile se non riusciamo a vedere le superfici dei pianeti, ed è qui che entra in gioco la prossima generazione di telescopi, dice Kaltenegger. Il James Webb Space Telescope, previsto per il lancio nel 2018, dovrebbe essere in grado di vedere gli spettri di atmosfere esopianite relativamente piccole e aiutare gli scienziati a elaborare le loro composizioni chimiche, ma non sarà in grado di vedere alcuno spettro riflesso dal materiale in superficie . Fortunatamente, ci sono altri telescopi pianificati che dovrebbero essere in grado di fare il lavoro. Il telescopio europeo estremamente grande, uno strumento di 40 metri in Cile, sarà completato entro il 2022. E il Telescopio per il rilevamento a infrarossi a campo largo della NASA, che è finanziato e nelle sue fasi di progettazione, dovrebbe essere operativo entro la metà degli anni '20.
Un altro problema è se i processi geologici o chimici naturali potrebbero assomigliare alla vita e creare un falso segnale. Finora i pigmenti delle forme di vita sembrano molto diversi da quelli riflessi dai minerali, ma il team non ha nemmeno esaminato tutte le possibilità, afferma Kaltenegger. Sperano di fare altri test in futuro mentre costruiscono la biblioteca digitale, che è ora online e gratuita per chiunque da esplorare su biosignatures.astro.cornell.edu.
"Questo catalogo ci consente di espandere il nostro spazio di ricerca e la nostra immaginazione", afferma Kaltenegger.
