Può essere che la vita sia in agguato là fuori su altri pianeti. Ma bloccato qui sulla Terra, come possiamo mai saperlo con certezza? Un buon punto di partenza è cercare i composti su altri mondi che sono noti per essere gli ingredienti chiave della vita come la conosciamo.

Rilevando queste cosiddette biofirme, composti noti per essere prodotti da organismi viventi, sarebbe una forte prova che i mondi possono contenere la vita. Ma raccogliendo sostanze chimiche da mondi così lontani, e scegliendo i composti giusti da cercare, è complicato.

Il professor Ignas Snellen dell'Università di Leiden nei Paesi Bassi ha perfezionato tecniche che combinano i dati dei più grandi telescopi terrestri con immagini ad alto contrasto che possono rivelare oggetti deboli come i pianeti. I telescopi utilizzano la spettroscopia ad alta precisione per esaminare le diverse lunghezze d'onda della luce che rilevano dallo spazio.

"Vuoi filtrare il più possibile la luce stellare effettiva per rendere visibile qualsiasi informazione che puoi ottenere dall'esopianeta, " Ha detto il prof. Snellen.

Esaminando la luce delle stelle che filtra attraverso l'atmosfera di un pianeta e ci raggiunge sulla Terra, è possibile ricavare i tipi di gas presenti.

Sebbene i telescopi non siano ancora abbastanza grandi per esaminare gli spettri di pianeti delle dimensioni della Terra, gli scienziati stanno affinando i loro metodi su esopianeti più grandi, i cosiddetti Giove caldi, che sono troppo calde per sostenere la vita come la conosciamo. Questi sono esopianeti giganti gassosi che orbitano molto vicino alla loro stella madre. così da vicino, infatti, che sono in rotazione sincrona, come la nostra luna, con l'esopianeta che ruota solo una volta ad ogni orbita attorno alla sua stella.

Con un lato di tali pianeti sempre nella luce e l'altro sempre nell'oscurità, il lato chiaro diventa così caldo che l'atmosfera può evaporare, creando un vento di materia che fluisce dal pianeta, un po' come la coda di una cometa.

Nel progetto EXOPLANETBIO, Il prof. Snellen e il suo team hanno utilizzato per la prima volta la spettroscopia ad alta precisione per confermare la quantità di elio nell'atmosfera calda di Giove utilizzando telescopi terrestri, che può rivelare quanto sia andato lontano questo processo.

"È stata una svolta per questi caldi Giove, " ha detto. "Questi tipi di code esosferiche erano conosciute, ma sono molto difficili da osservare perché l'unico modo per vederli era attraverso il rilevamento dell'idrogeno, che non può essere rilevato attraverso l'atmosfera terrestre, utilizzando il telescopio spaziale Hubble.

"Ora, con la linea dell'elio più forte possiamo farlo molto bene da terra con i telescopi."

Capire se un caldo Giove può dissanguare la sua atmosfera, e quanto tempo potrebbe volerci, può spiegare come le atmosfere di tutti gli esopianeti cambiano nel tempo.

"Questo tipo di processi di fuga atmosferica non sono molto importanti ora, ma nel primo sistema solare erano, perché il sole era molto più attivo, " Ha detto il prof. Snellen.

Clima di un pianeta extrasolare

Utilizzando queste nuove tecniche, la sua squadra è stata anche in grado di ottenere un altro primato, rilevando la velocità di rotazione - la velocità di rotazione di un pianeta - e la velocità orbitale degli esopianeti.

"Le velocità di rotazione su Giove caldi sono generalmente piuttosto basse, poiché sono generalmente bloccati in base alle maree, " Egli ha detto.

Ciò può rivelare qualcosa sul clima e sul tempo correlato sull'esopianeta.

"Quando un pianeta ruota velocemente, ottiene band come Jupiter. La Terra ruota più lentamente e ha delle bande, ma è ancora per lo più dominato da sistemi a bassa pressione. Ora, se hai un Giove caldo che ruota ancora più lentamente, non avresti nessuna struttura a bande. Ottieni sistemi meteorologici molto diversi, " Egli ha detto.

È stato in grado di osservare i venti in alto nell'atmosfera di tali pianeti, come energia dal più caldo, il lato dell'eterno giorno viene ruotato sul lato più fresco della notte.

Il Prof. Snellen è fiducioso che un aggiornamento allo strumento CRIRES (CRyogenic high-resolution InfraRed Echelle Spectrograph), sarà online il prossimo anno sul Very Large Telescope dell'Osservatorio europeo meridionale (ESO), permetterà loro di trovare composti come il metano su pianeti più freddi. Il metano può essere un componente della vita se si trova in pianeti delle dimensioni della Terra.

"Lo vedo come una sorta di terreno di gioco. Stiamo imparando i metodi che un giorno potremo applicare ai pianeti simili alla Terra. Il telescopio estremamente grande (ESO) dovrebbe essere pronto nel 2026, e con questo possiamo iniziare a sondare pianeti simili alla Terra."

segno di vita

Eppure, anche se hai buoni campioni da Rocky, Pianeti delle dimensioni della Terra, come si fa a sapere se un composto è veramente un segno di vita?

"La geologia è molto brava a produrre cose che sembrano vita, come il metano. Potrebbe venire dalle mucche o potrebbe venire dalle rocce, " ha detto il professor Kevin Heng, professore all'Università di Berna in Svizzera.

"Se pensi alle firme biologiche, devono soddisfare diverse condizioni. Non devono essere imitati dalla geologia, devono esistere nell'atmosfera per lunghi periodi di tempo, il che significa che sono molto stabili o vengono riforniti in qualche modo, e devono essere rilevabili."

Nell'ambito del progetto EXOKLEIN, Il prof. Heng sta lavorando per determinare se tali composti, come cloruro di metile e ammoniaca, può durare abbastanza a lungo in atmosfere esoplanetarie per studiare, modellando piccoli pianeti attorno a stelle nane. È una sfida particolare per i pianeti delle dimensioni della Terra, le cui atmosfere possono cambiare nel tempo.

"Se guardi un pianeta come Giove... assomigliano al sole. Sono fatti di idrogeno, hanno oligoelementi di metalli e così via. In base alle differenze tra il pianeta e la stella posso capire come si è formato. Manterrebbe un registro fossile di come si è formato, " Ha detto il prof. Heng.

Ma per i pianeti più piccoli, le loro atmosfere sono cambiate significativamente nel tempo attraverso processi come il ciclo del carbonio.

"Abbiamo passato gli ultimi 8-10 anni a capire come utilizzare i modelli climatici progettati per la Terra (sugli esopianeti), e come modificarli e modificarli."

Questi modelli saranno utilizzati per fornire potenziali spiegazioni per i dati raccolti quando gli strumenti sono in grado di rilevare pianeti più piccoli per la vita, per capire se i composti sono davvero biofirme o possono essere spiegati come geologici.

"Le pretese straordinarie richiedono standard di prova straordinari, quindi se qualcosa è coerente con il non richiedere la biologia, direi che non c'è biologia, " ha detto il prof. Heng.

Sta anche modellando pianeti che potrebbero aver avuto destini più drammatici. Affinché i piccoli pianeti intorno alle stelle rosse sostengano la vita, avrebbero bisogno di avere un'orbita molto stretta, rendendoli in ordine di marea come Giove incandescenti.

"Questo significa che il lato notturno è davvero freddo, e forse abbastanza freddo da far condensare i gas nell'atmosfera in ghiaccio. Così, si ottiene una condensa incontrollata e non si ha atmosfera:collasso atmosferico, " disse. Tale collasso lascerebbe i pianeti freddi e senza vita, come Marte.

Mentre il lavoro è solo teorico ora, missioni imminenti come il satellite CHEOPS dell'Agenzia spaziale europea e il telescopio spaziale James Webb della NASA dovrebbero fornire dati che possono confrontare con le sue teorie.

"Quando Webb verrà lanciato (nel 2021), ci sarà un salto di qualità nella qualità dei dati. Può succedere che il collasso atmosferico sia così diffuso che metà dei piccoli pianeti attorno alle stelle rosse non hanno atmosfere".