La ricerca della vita extraterrestre è senza dubbio uno degli sforzi scientifici più profondi del nostro tempo. Se la vita biologica extraterrestre si trova vicino a un altro mondo vicino a un'altra stella, impareremo finalmente che la vita al di fuori del nostro sistema solare è possibile. Trovare tracce di biologia extraterrestre in mondi lontani è estremamente difficile. Ma gli astronomi stanno sviluppando nuove tecniche che verranno utilizzate dai potenti telescopi di prossima generazione per misurare con precisione la materia nelle atmosfere degli esopianeti. La speranza, ovviamente, è trovare prove di vita extraterrestre.
La ricerca di esopianeti ha ricevuto recentemente molta attenzione, anche grazie alla scoperta di sette piccoli mondi alieni in orbita attorno a una minuscola stella, la nana rossa TRAPPIST-1. Tre di questi esopianeti orbitano nella zona potenzialmente abitabile della stella. Cioè, in un'area vicino a qualsiasi stella in cui non sarà né troppo calda né troppo fredda perché l'acqua possa esistere in forma liquida.
Ovunque sulla Terra, dove c'è acqua liquida, c'è vita, quindi se almeno uno dei mondi potenzialmente abitati di TRAPPIST-1 possiede acqua, potrebbe anche contenere vita.
Ma il potenziale vitale di TRAPPIST-1 rimane pura speculazione. Nonostante il fatto che questo fantastico sistema stellare si trovi nel cortile della nostra galassia, non abbiamo idea se l'acqua esista nell'atmosfera di uno di questi mondi. Non sappiamo nemmeno se hanno un'atmosfera. Tutto quello che sappiamo è da quanto tempo gli esopianeti sono stati in orbita e quali sono le loro dimensioni fisiche.
"La prima scoperta di firme biologiche in altri mondi potrebbe essere una delle scoperte scientifiche più significative nelle nostre vite", afferma Garrett Rouen, astronomo del California Institute of Technology. "Questo sarà un passo importante verso la risposta a una delle più grandi domande dell'umanità: siamo soli?"
Rouen lavora presso il Caltech Exoplanetary Technology Laboratory, ET Lab, che sta sviluppando nuove strategie per trovare firme biologiche esoplanetarie come molecole di ossigeno e metano. Tipicamente, molecole come queste reagiscono attivamente con altre sostanze chimiche, disintegrandosi rapidamente nell'atmosfera planetaria. Pertanto, se gli astronomi trovano una "impronta digitale" spettroscopica di metano nell'atmosfera dell'esopianeta, ciò potrebbe significare che i processi biologici alieni sono responsabili della sua produzione.
Sfortunatamente, non possiamo semplicemente prendere il telescopio più potente del mondo e puntarlo su TRAPPIS-1 per vedere se le atmosfere di questi pianeti contengono metano.
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"Per rilevare le molecole nelle atmosfere di esopianeti, gli astronomi devono essere in grado di analizzare la luce del pianeta senza essere completamente accecati dalla luce di una stella vicina", dice Rouen.
Fortunatamente, le nane rosse (o M-nane) come TRAPPIST-1 sono fredde e deboli, quindi il problema sarà meno grave. E poiché queste stelle sono il tipo più comune di stelle nella nostra galassia, gli scienziati prestano molta attenzione alle nane rosse nella loro ricerca di scoperte.
Gli astronomi usano uno strumento noto come coronografo per isolare la luce stellare riflessa da un esopianeta. Non appena il coronografo rileva la luce fioca dell'esopianeta, uno spettrometro a bassa risoluzione analizza le impronte chimiche di quel mondo. Sfortunatamente, questa tecnologia è limitata allo studio solo dei più grandi esopianeti che orbitano lontano dalle loro stelle.
Le nuove tecniche di ET Lab utilizzano un coronografo, fibre ottiche e uno spettrometro ad alta risoluzione che lavorano insieme per evidenziare il bagliore della stella e catturare un'impronta chimica dettagliata di qualsiasi mondo nella sua orbita. Questa tecnica è nota come coronografia ad alta dispersione (HDC) e ha il potenziale per rivoluzionare la diversità delle atmosfere esoplanetarie. Un lavoro su questo argomento è stato pubblicato su The Astronomy Journal.
"Ciò che rende l'HDC così potente è che può rivelare la firma spettrale di un pianeta anche quando è sepolto nella luce brillante di una stella", afferma Rouen. "Questo permette di rilevare molecole nelle atmosfere dei pianeti che sono estremamente difficili da visualizzare".
"Il trucco è dividere la luce in più segnali e creare quello che gli astronomi chiamano uno spettro ad alta risoluzione che aiuta a distinguere la firma del pianeta dal resto della luce stellare".
Tutto ciò di cui hai bisogno ora è un potente telescopio per collegare il sistema.
Alla fine degli anni '20, il telescopio da trenta metri diventerà il più grande telescopio ottico terrestre del mondo e, se utilizzato in combinazione con l'HDC, gli astronomi saranno in grado di esplorare le atmosfere di mondi potenzialmente abitabili in orbita attorno alle nane rosse.
"Trovare ossigeno e metano nelle atmosfere dei pianeti terrestri in orbita attorno a M-nane come Proxima Centauri b dal Thirty Meter Telescope sarà estremamente eccitante", afferma Rouen. "Abbiamo ancora molto da imparare sulla potenziale abitabilità di questi pianeti, ma potrebbe essere che questi pianeti risultino essere simili alla Terra".
Si stima che ci siano 58 miliardi di nane rosse nella nostra galassia, e la maggior parte di loro è nota per avere pianeti, quindi quando il telescopio dei trenta metri sarà attivo, gli astronomi saranno in grado di trovare molto che prima era inaccessibile.
Nel 2016, gli astronomi hanno scoperto un esopianeta delle dimensioni della Terra in orbita attorno alla nana M più vicina alla Terra, Proxima Centauri. Proxima b orbita anche all'interno della zona potenzialmente abitabile della sua stella, rendendola un obiettivo primario per la ricerca di vita aliena. A soli quattro anni luce di distanza, Proxima b ci stuzzica letteralmente con l'opportunità di visitarlo in futuro.
ILYA KHEL
