È stata una buona settimana per l'astrobiologia. A pochi giorni dall'annuncio della NASA che gli ingredienti necessari per la vita esistono nei pennacchi che eruttano dal polo sud della luna di Saturno Encelado, scienziati si sono riuniti alla Stanford University per discutere della scoperta della vita al di fuori del Sistema Solare.

Notando come, "La ricerca della vita nell'Universo è stata trasformata da speculazione a scienza basata sui dati, " oratori come il fisico di Stanford Peter Michelson hanno offerto piani dettagliati per trovare la vita sugli esopianeti. Nel corso di due giorni, dal 20 al 21 aprile, dozzine di scienziati che hanno partecipato alla Breakthrough Discuss Conference hanno contemplato le opzioni per esplorare i pianeti in altri sistemi stellari. Queste opzioni includevano l'utilizzo di una nuova generazione di potenti telescopi per osservazioni a lunga distanza, oltre a far progredire una tecnologia unica nel suo genere per visitare altri sistemi stellari, tutto all'interno della prossima generazione.

Ciò che queste strategie avevano in comune era un focus sull'osservazione dei pianeti della zona abitabile nel nostro vicinato stellare locale. Solo in questo quartiere, entro 30 anni luce circa dal nostro sistema solare, gli astrobiologi hanno già identificato diversi esopianeti simili alla Terra e dozzine di sistemi che potrebbero ospitare mondi simili alla Terra. Questi esopianeti, identificati dall'effetto che hanno sulla loro stella madre, sono rocciose e all'incirca della stessa dimensione e densità della Terra. orbitano attorno alle loro stelle a una distanza che consentirebbe l'esistenza di acqua liquida sulla superficie. C'è, però, almeno una grande differenza tra il nostro pianeta e questi esopianeti potenzialmente abitabili. Questo è, non stanno girando intorno alle stelle come il nostro sole.

Nello spettro delle stelle, il nostro sole è ciò che è noto come una nana gialla. è luminoso, e non terribilmente grande rispetto alle stelle più grandi della nostra galassia. Ancora, anche stelle mediocri come il nostro Sole non sono così comuni. Il nostro vicinato stellare locale - e probabilmente nell'Universo nel suo insieme - è pieno di molte altre stelle di piccola massa. Ci sono 20 nane gialle come il nostro sole nelle vicinanze e 250 nane M, una varietà di stelle così piccole e fioche che, nonostante la loro abbondanza, non si vede ad occhio nudo. Negli ultimi tre-quattro anni, ogni singola stella di piccola massa che abbiamo studiato sembra avere almeno un pianeta. Generalmente, ne hanno più di uno.

"Quanto sono comuni i pianeti in orbita attorno a stelle di piccola massa? Davvero molto comuni, " ha spiegato Courtney Dressing, un astronomo dell'Università di Berkeley al gruppo riunito. "Per un tipico nano-M, tende ad essere 2,5 pianeti. Una stella su quattro ha un pianeta delle stesse dimensioni e temperatura della Terra nella zona abitabile".

Il punto di Dressing era che, dato il numero di M-nani nella regione locale, dovrebbero esserci almeno 60 pianeti potenzialmente simili alla Terra in zone abitabili entro 32 anni luce circa da qui, e forse molti altri. Ad oggi, la maggior parte dei nostri dati sugli esopianeti proviene dalla navicella spaziale Kepler. La sonda Kepler ha concentrato la sua ricerca di pianeti su grandi stelle M-nane. Nel futuro prossimo, quando si studiano le nane M di piccole e medie dimensioni, potremmo scoprire che una stella più vicina a una su tre ha un pianeta simile alla Terra nella zona abitabile.

Oltre ad essere solo più abbondante, studiare gli esopianeti potenzialmente abitabili attorno a queste stelle di piccola massa comporta altri vantaggi. Questi esopianeti hanno orbite strette attorno alle loro stelle perché le zone abitabili sono vicine, dando agli scienziati l'opportunità di visualizzare i loro transiti ogni poche settimane. È durante questi transiti, quando gli esopianeti passano davanti alle loro stelle, che abbiamo la migliore opportunità di studiare le loro atmosfere per segni di vita. Molti i partecipanti alla conferenza, tra cui Mercedes López-Morales dell'Harvard Center for Astrophysics, ha spiegato come esamineremo le atmosfere dei pianeti della zona abitabile più vicina alla ricerca di segni di vita che abitano sulla superficie o in un oceano. "Cercheremo ossigeno, " lei disse.

Poiché l'aumento dell'ossigeno nell'atmosfera terrestre corrispondeva alla comparsa della vita, usiamo spesso quella particolare molecola come indicatore della presenza di vita altrove. Anche, l'ossigeno ama interagire con altre sostanze chimiche. Se scopriamo un pianeta in cui l'ossigeno è ancora presente nell'atmosfera, qualcosa, forse la vita, lo sta facendo attivamente. Così, la ricerca della vita si concentrerà su elementi e molecole come l'idrogeno, ossigeno, e metano. Però, come ha spiegato López-Morales, c'è uno svantaggio in questo approccio.

"L'atmosfera di un pianeta è solo l'1 per cento delle dimensioni del pianeta. La dimensione del segnale è minuscola. È necessario raccogliere almeno un trilione di fotoni per essere sicuri di osservare veramente l'ossigeno".

La buona notizia è che una nuova generazione di telescopi progettati per l'esplorazione planetaria e l'astrobiologia sarà online per aiutarci a raccogliere quei fotoni. In questo periodo l'anno prossimo, il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) sarà pronto per il lancio. Durante i suoi due anni di missione, TESS ne indagherà 200, 000 stelle, compresi quelli più luminosi nei nostri sistemi locali. Il telescopio gigante di Magellano (GMT) in Cile, dovrebbe essere operativo entro il 2022, avrà un potere risolutivo 10 volte maggiore del telescopio spaziale Hubble. Il GMT sarà caratterizzato da un dispositivo chiamato spettrografo G-CLEF, che sarà in grado di vedere molecole come l'ossigeno in atmosfere planetarie lontane. Finalmente, quando l'Extremely Large Telescope (ELT) si aprirà nel 2024, avrà più potere di raccolta della luce rispetto agli attuali telescopi della Terra da 8 a 10 metri messi insieme. Gli astrobiologi contano su questi grandi telescopi che entreranno in funzione entro il 2024 per identificare i principali candidati per cercare ossigeno e vita nel nostro quartiere stellare.

Anche se prevediamo un tesoro di dati atmosferici da queste missioni, gli scienziati stanno scoprendo specie che vivono abbastanza felicemente senza ossigeno, leggero, e altre caratteristiche che credevamo fossero necessarie per la vita. Queste scoperte evidenziano come le bio-firme atmosferiche come l'ossigeno siano imperfette, se allettante, modo di cercare la vita da lontano. La domanda quindi diventa:potrebbe esserci un altro modo per cercare la vita extraterrestre oltre allo studio delle atmosfere degli esopianeti?

Idealmente, identificare definitivamente la vita su altri mondi, vorremmo visitare pianeti vicini come Proxima b, a soli 4 anni luce di distanza, di persona o con un veicolo spaziale. Questo è l'obiettivo dell'iniziativa Starshot di Breakthrough. Annunciato poco più di un anno fa, Il gol di Starshot, secondo il suo fondatore, è "raggiungere letteralmente le stelle nelle nostre vite". Il piano per realizzare questa impresa prevede il lancio di una flotta di veicoli spaziali molto piccoli. Starshot accelererà quindi quelle navi il più vicino possibile alla velocità della luce. Puntando laser ad alta potenza su queste telecamere nello spazio delle dimensioni di un grammo, potremmo essere in grado di ridurre il tempo, costo, e il peso necessario per osservare da vicino i pianeti intorno ad altre stelle.

"L'obiettivo è far volare una sonda molto vicino a un pianeta e capire se ha vita, " ha detto Avi Loeb, un fisico presso l'Harvard Smithsonian Center for Astrophysics. "Qual è il colore del pianeta? È verde? Ha vegetazione? È blu, ci sono oceani? O è simile al deserto?"

Alla conferenza, L'ingegnere della NASA Ruslan Belikov ha presentato in anteprima le simulazioni di come potrebbe apparire un esopianeta dal punto di vista di Starshot. Anche se il velivolo si muovesse al 90% della velocità della luce, le telecamere di bordo dovrebbero essere ancora in grado di rilevare i segni di grandi oceani, nuvole, e le masse terrestri che potrebbe avere un esopianeta.

La speranza è che un giorno, combinando l'accelerazione laser di queste piccole imbarcazioni con telecamere e altri sensori, potremmo finalmente essere in grado di dare un'occhiata in prima persona ai pianeti delle zone abitabili che circondano le stelle vicine, e nel fare, forse trovare definitivamente la vita altrove nell'Universo. La combinazione dei dati della nostra nuova generazione di telescopi molto grandi con le osservazioni atmosferiche di esopianeti vicini intorno alle nane-M può aiutarci a scegliere i migliori bersagli per il sorvolo di piccoli veicoli Starshot.

"Saremo la generazione che viene ricordata per aver trovato gli esopianeti. Questo è un dato di fatto, " disse López-Morales. "Saremo anche noi la generazione che verrà ricordata come la prima che trovò la vita su quei pianeti?"

Quella, infatti, sarebbe la svolta di una vita.

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione dell'Astrobiology Magazine della NASA. Esplora la Terra e oltre su www.astrobio.net.