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    Esopianeti:come cercare segni di vita

    Sulla sinistra, la biosfera che produce ossigeno (fotosintesi/respirazione) è alimentata dal deflusso di nutrienti dalla terra. Sulla destra, se aumentassi l'acqua sulla Terra abbastanza da coprire tutta la terra, quindi il deflusso dei nutrienti viene interrotto. Ciò riduce significativamente la quantità di ossigeno che la biosfera può produrre. Credito:D. Glaser/ASU

    Se ci sia vita altrove nell'universo è una domanda su cui le persone si sono poste per millenni; e negli ultimi decenni, sono stati fatti grandi passi avanti nella nostra ricerca di segni di vita al di fuori del nostro sistema solare.

    Le missioni della NASA come il telescopio spaziale Kepler ci hanno aiutato a documentare migliaia di esopianeti, pianeti che orbitano attorno ad altre stelle. E si prevede che le attuali missioni della NASA come Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) aumenteranno notevolmente il numero attuale di esopianeti conosciuti. Si prevede che dozzine saranno pianeti rocciosi delle dimensioni della Terra in orbita nelle zone abitabili delle loro stelle, a distanze in cui l'acqua potrebbe esistere come liquido sulle loro superfici. Questi sono posti promettenti in cui cercare la vita.

    Questo sarà realizzato da missioni come il James Webb Space Telescope, che sarà presto lanciato, che completerà ed estenderà le scoperte del telescopio spaziale Hubble osservando a lunghezze d'onda infrarosse. Il lancio è previsto nel 2021, e consentirà agli scienziati di determinare se gli esopianeti rocciosi hanno ossigeno nelle loro atmosfere. L'ossigeno nell'atmosfera terrestre è dovuto alla fotosintesi di microbi e piante. Nella misura in cui gli esopianeti assomigliano alla Terra, anche l'ossigeno nelle loro atmosfere può essere un segno di vita.

    Non tutti gli esopianeti saranno simili alla Terra, anche se. alcuni saranno, ma altri saranno abbastanza diversi dalla Terra che l'ossigeno non proviene necessariamente dalla vita. Quindi, con tutti questi esopianeti attuali e futuri da studiare, in che modo gli scienziati restringono il campo a quelli per i quali l'ossigeno è più indicativo della vita?

    Per rispondere a questa domanda, un team interdisciplinare di ricercatori, guidato dall'Arizona State University (ASU), ha fornito un quadro, chiamato "indice di rilevabilità" che può aiutare a dare la priorità agli esopianeti che richiedono ulteriori studi. I dettagli di questo indice sono stati recentemente pubblicati nel Giornale Astrofisico della Società Astronomica Americana.

    "L'obiettivo dell'indice è fornire agli scienziati uno strumento per selezionare i migliori bersagli per l'osservazione e massimizzare le possibilità di rilevare la vita, ", afferma l'autore principale Donald Glaser della School of Molecular Sciences dell'ASU.

    L'indice di rilevabilità dell'ossigeno per un pianeta come la Terra è alto, il che significa che l'ossigeno nell'atmosfera terrestre è sicuramente dovuto alla vita e nient'altro. Vedere l'ossigeno significa vita. Una scoperta sorprendente del team è che l'indice di rilevabilità precipita per gli esopianeti non troppo diversi dalla Terra.

    Sebbene la superficie terrestre sia in gran parte ricoperta d'acqua, Gli oceani della Terra sono solo una piccola percentuale (0,025%) della massa terrestre. A confronto, le lune nel sistema solare esterno sono in genere vicine al 50% di ghiaccio d'acqua.

    "È facile immaginare che in un altro sistema solare come il nostro, un pianeta simile alla Terra potrebbe contenere solo lo 0,2% di acqua, ", afferma il co-autore Steven Desch della School of Earth and Space Exploration dell'ASU. "E questo sarebbe sufficiente per modificare l'indice di rilevabilità. L'ossigeno non sarebbe indicativo della vita su tali pianeti, anche se osservato. Questo perché un pianeta simile alla Terra che fosse lo 0,2% di acqua, circa otto volte quello che ha la Terra, non avrebbe continenti o terra scoperti".

    senza terra, la pioggia non intaccherebbe la roccia e rilascerebbe importanti nutrienti come il fosforo. La vita fotosintetica non potrebbe produrre ossigeno a velocità paragonabili ad altre fonti non biologiche.

    "L'indice di rilevabilità ci dice che non è sufficiente osservare l'ossigeno nell'atmosfera di un esopianeta. Dobbiamo anche osservare gli oceani e la terra, " dice Desch. "Questo cambia il modo in cui ci avviciniamo alla ricerca della vita sugli esopianeti. Ci aiuta a interpretare le osservazioni che abbiamo fatto sugli esopianeti. Ci aiuta a scegliere i migliori esopianeti bersaglio su cui cercare la vita. E ci aiuta a progettare la prossima generazione di telescopi spaziali in modo da ottenere tutte le informazioni di cui abbiamo bisogno per identificare positivamente la vita".

    Scienziati provenienti da diversi campi sono stati riuniti per creare questo indice. La formazione del team è stata facilitata dal programma Nexus for Exoplanetary System Science (NExSS) della NASA, che finanzia la ricerca interdisciplinare per sviluppare strategie per la ricerca della vita sugli esopianeti. Le loro discipline includono l'astrofisica teorica e osservativa, geofisica, geochimica, astrobiologia, oceanografia, ed ecologia.

    "Questo tipo di ricerca ha bisogno di team diversi, non possiamo farlo come singoli scienziati", afferma il coautore Hilairy Hartnett, che ha incarichi congiunti presso la School of Earth and Space Exploration e la School of Molecular Sciences dell'ASU.

    Oltre all'autore principale Glaser e ai coautori Harnett e Desch, il team comprende i coautori Cayman Unterborn, Ariel Anbar, Steffen Buessecker, Teresa Fisher, Steven Glaser, Susanne Neuer, Camerian Millsaps, Joseph O'Rourke, Sara Imari Walker, e Mikhail Zolotov che rappresentano collettivamente la Scuola di Scienze Molecolari dell'ASU, Scuola di Esplorazione della Terra e dello Spazio, e Scuola di Scienze della Vita. Altri scienziati del team includono ricercatori dell'Università della California Riverside, Johns Hopkins University e l'Università di Porto (Portogallo).

    È la speranza di questa squadra che questo quadro dell'indice di rilevabilità venga impiegato nella ricerca della vita.

    "Il rilevamento della vita su un pianeta al di fuori del nostro sistema solare cambierebbe la nostra intera comprensione del nostro posto nell'universo, " dice Glaser. "La NASA è profondamente impegnata nella ricerca della vita, ed è nostra speranza che questo lavoro venga utilizzato per massimizzare la possibilità di rilevare la vita quando la cerchiamo".


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