Illustrazione artistica di un esopianeta tecnologicamente avanzato. I colori sono esagerati per mostrare l'inquinamento industriale, che altrimenti non è visibile. Credito:NASA/Jay Freidlander
Se c'è una civiltà extraterrestre avanzata che abita in un vicino sistema stellare, potremmo essere in grado di rilevarlo utilizzando il suo stesso inquinamento atmosferico, secondo una nuova ricerca della NASA. Lo studio ha esaminato la presenza di gas di biossido di azoto (NO 2 ), che sulla Terra è prodotto bruciando combustibili fossili ma può provenire anche da fonti non industriali come la biologia, fulmine, e vulcani.
"Sulla terra, la maggior parte del biossido di azoto viene emesso dalle attività umane:processi di combustione come le emissioni dei veicoli e le centrali elettriche a combustibili fossili, " ha detto Ravi Kopparapu del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. "Nella bassa atmosfera (circa 10-15 chilometri o circa 6,2-9,3 miglia), NO 2 dalle attività umane dominano rispetto alle fonti non umane. Perciò, osservando NO 2 su un pianeta abitabile potrebbe potenzialmente indicare la presenza di una civiltà industrializzata." Kopparapu è l'autore principale di un articolo su questa ricerca accettato dal Giornale Astrofisico e pubblicato online martedì, 9 febbraio in arXiv.
Gli astronomi hanno trovato oltre 4, 000 pianeti in orbita attorno ad altre stelle fino ad oggi. Alcuni potrebbero avere condizioni adatte alla vita come la conosciamo, e su alcuni di questi mondi abitabili, la vita potrebbe essersi evoluta al punto da produrre una civiltà tecnologica. Poiché i pianeti intorno ad altre stelle (esopianeti) sono così lontani, gli scienziati non possono cercare segni di vita o civiltà inviando veicoli spaziali in questi mondi lontani. Anziché, devono usare potenti telescopi per vedere cosa c'è dentro le atmosfere degli esopianeti.
Un possibile indizio di vita, o biofirma, potrebbe essere una combinazione di gas come ossigeno e metano nell'atmosfera. Allo stesso modo, un segno di tecnologia su un esopianeta, chiamato tecnofirma, potrebbe essere ciò che è considerato inquinamento qui sulla Terra:la presenza di un gas che viene rilasciato come sottoprodotto di un processo industriale diffuso, come NO 2 .
Questo studio è la prima volta NO 2 è stata esaminata come una possibile tecnofirma.
"Altri studi hanno esaminato i clorofluorocarburi (CFC) come possibili tecnofirme, che sono prodotti industriali che sono stati ampiamente utilizzati come refrigeranti fino a quando non sono stati gradualmente eliminati a causa del loro ruolo nella riduzione dell'ozono, " disse Jacob Haqq-Misra, un coautore del documento presso il Blue Marble Institute of Science, Seattle, Washington. "I CFC sono anche un potente gas serra che potrebbe essere utilizzato per terraformare un pianeta come Marte fornendo ulteriore riscaldamento dall'atmosfera. Per quanto ne sappiamo, I CFC non sono affatto prodotti dalla biologia, quindi sono una tecnofirma più ovvia di NO 2 . Però, I CFC sono prodotti chimici fabbricati molto specifici che potrebbero non essere prevalenti altrove; NO 2 , a confronto, è un sottoprodotto generale di qualsiasi processo di combustione."
Nel loro studio, il team ha utilizzato la modellazione al computer per prevedere se NO 2 l'inquinamento produrrebbe un segnale pratico da rilevare con i telescopi attuali e previsti. L'NO2 atmosferico assorbe fortemente alcuni colori (lunghezze d'onda) della luce visibile, che può essere rilevato osservando la luce riflessa da un esopianeta mentre orbita attorno alla sua stella. Hanno scoperto che per un pianeta simile alla Terra in orbita attorno a una stella simile al Sole, una civiltà che produce la stessa quantità di NO 2 come il nostro potrebbe essere rilevato fino a circa 30 anni luce di distanza con circa 400 ore di tempo di osservazione utilizzando un futuro grande telescopio della NASA osservando a lunghezze d'onda visibili. Si tratta di una quantità di tempo notevole ma non senza precedenti, poiché il telescopio spaziale Hubble della NASA ha impiegato una quantità di tempo simile per le famose osservazioni Deep Field. Un anno luce, la distanza percorsa dalla luce in un anno, è quasi 6 trilioni di miglia (circa 9,5 trilioni di chilometri). Per confronto, le stelle più vicine al nostro Sole si trovano nel sistema Alpha Centauri a poco più di 4 anni luce di distanza, e la nostra galassia è di circa 100, 000 anni luce di diametro.
Hanno anche scoperto che le stelle che sono più fredde e molto più comuni del nostro Sole, come le stelle di tipo K e M, produrrà un più forte, NO . più facilmente rilevabile 2 segnale. Questo perché questo tipo di stelle produce meno luce ultravioletta che può rompersi NO 2 . Stelle più abbondanti aumentano le possibilità di trovare una civiltà extraterrestre.
Dal NO 2 è anche prodotto naturalmente, gli scienziati dovranno analizzare attentamente un esopianeta per vedere se c'è un eccesso che potrebbe essere attribuito a una società tecnologica. "Sulla terra, circa il 76% di NO 2 le emissioni sono dovute all'attività industriale, " ha detto Giada Arney della NASA Goddard, un coautore del documento. "Se osserviamo NO 2 su un altro pianeta, dovremo eseguire dei modelli per stimare il massimo NO . possibile 2 emissioni che si potrebbero avere solo da fonti non industriali. Se osserviamo più NO 2 quanto suggeriscono i nostri modelli è plausibile da fonti non industriali, poi il resto del NO 2 potrebbe essere attribuito all'attività industriale. Eppure c'è sempre la possibilità di un falso positivo nella ricerca della vita oltre la Terra, e il lavoro futuro sarà necessario per garantire la fiducia nel distinguere i veri positivi dai falsi positivi".
Altre complicazioni includono la presenza di nuvole o aerosol nell'atmosfera. Le nuvole e gli aerosol assorbono luce di lunghezze d'onda simili a quelle del biossido di azoto, in modo da poter imitare la firma. Il team prevede di utilizzare un modello più avanzato per vedere se la variabilità naturale della copertura nuvolosa può essere utilizzata per distinguere tra i due. Per questo primo studio, i ricercatori hanno utilizzato un modello che presuppone che l'atmosfera di un pianeta sia una singola colonna dalla terra allo spazio con molti strati. Questa è una buona ipotesi per la maggior parte degli scopi e per calcoli rapidi. Ma i pianeti sono oggetti 3D, non singole colonne. Lo studio di follow-up del team utilizzerà modelli 3D per confrontare l'accuratezza dei risultati iniziali.
