Nella caccia alla vita extraterrestre, gli scienziati tendono a prendere quello che è noto come "l'approccio del frutto a bassa pendenza". Consiste nel cercare condizioni simili a quelle che sperimentiamo qui sulla Terra, che includono all'ossigeno, molecole organiche, e molta acqua liquida. Abbastanza interessante, alcuni dei luoghi in cui questi ingredienti sono presenti in abbondanza includono gli interni di lune ghiacciate come Europa, Ganimede, Encelado e Titano.

Considerando che esiste un solo pianeta terrestre nel nostro Sistema Solare in grado di supportare la vita (Terra), ci sono più "Mondi oceanici" come queste lune. Facendo un ulteriore passo avanti, un team di ricercatori dell'Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) ha condotto uno studio che ha mostrato come le lune ghiacciate potenzialmente abitabili con oceani interni siano molto più probabili dei pianeti terrestri nell'universo.

Lo studio, intitolato "Exolife del sottosuolo, " è stata eseguita da Manasvi Lingam e Abraham Loeb dell'Harvard Smithsonain Center for Astrophysics (CfA) e dell'Institute for Theory and Computation (ITC) dell'Università di Harvard. Per il bene del loro studio, gli autori considerano tutto ciò che definisce una zona abitabile circumstellare (nota anche come "zona dei riccioli d'oro") e la probabilità che ci sia vita all'interno di lune con oceani interni.

Iniziare, Lingam e Loeb affrontano la tendenza a confondere le zone abitabili (HZ) con l'abitabilità, o trattare i due concetti come intercambiabili. Ad esempio, i pianeti che si trovano all'interno di un HZ non sono necessariamente in grado di supportare la vita - a questo proposito, Marte e Venere sono esempi perfetti. Considerando che Marte è troppo freddo e l'atmosfera è troppo sottile per sostenere la vita, Venere ha subito un effetto serra incontrollato che l'ha fatta diventare un caldo, posto infernale.

D'altra parte, corpi che si trovano oltre HZ sono stati trovati per essere in grado di avere acqua liquida e gli ingredienti necessari per dare origine alla vita. In questo caso, le lune d'Europa, Ganimede, Encelado, Dione, Titano, e molti altri servono come esempi perfetti. Grazie alla prevalenza del riscaldamento idrico e geotermico causato dalle forze di marea, queste lune hanno tutte oceani interni che potrebbero benissimo sostenere la vita.

Come Lingam, un ricercatore post-dottorato presso l'ITC e CfA e l'autore principale dello studio, ha detto all'universo oggi via e-mail:

"La nozione convenzionale di abitabilità planetaria è la zona abitabile (HZ), vale a dire il concetto che il "pianeta" deve essere situato alla giusta distanza dalla stella in modo che possa essere in grado di avere acqua liquida sulla sua superficie. Però, questa definizione presuppone che la vita sia:(a) basata sulla superficie, (b) su un pianeta in orbita attorno a una stella, e (c) a base di acqua liquida (come solvente) e composti di carbonio. In contrasto, il nostro lavoro allenta i presupposti (a) e (b), anche se manteniamo ancora (c)."

Come tale, Lingam e Loeb ampliano la loro considerazione sull'abitabilità per includere mondi che potrebbero avere biosfere sotterranee. Tali ambienti vanno oltre le lune ghiacciate come Europa ed Encelado e potrebbero includere molti altri tipi di ambienti sotterranei profondi. Oltre a ciò, è stato anche ipotizzato che la vita potrebbe esistere nei laghi di metano di Titano (cioè organismi metanogeni). Però, Lingam e Loeb hanno invece scelto di concentrarsi sulle lune ghiacciate.

"Anche se consideriamo la vita negli oceani sotto la superficie sotto involucri di ghiaccio/roccia, la vita potrebbe esistere anche nelle rocce idratate (cioè con acqua) sotto la superficie; quest'ultima è talvolta indicata come vita sotterranea, " ha detto Lingam. "Non abbiamo approfondito la seconda possibilità poiché molte delle conclusioni (ma non tutte) per gli oceani sotto la superficie sono applicabili anche a questi mondi. Allo stesso modo, Come sopra annotato, non consideriamo forme di vita basate su chimiche esotiche e solventi, poiché non è facile prevederne le proprietà."

In definitiva, Lingam e Loeb hanno scelto di concentrarsi su mondi che orbiterebbero attorno alle stelle e che probabilmente conterrebbero vita nel sottosuolo che l'umanità sarebbe in grado di riconoscere. Hanno quindi valutato la probabilità che tali corpi siano abitabili, quali vantaggi e sfide la vita dovrà affrontare in questi ambienti, e la probabilità che tali mondi esistano oltre il nostro Sistema Solare (rispetto ai pianeti terrestri potenzialmente abitabili).

Per i principianti, "Ocean Worlds" ha diversi vantaggi quando si tratta di sostenere la vita. All'interno del sistema gioviano (Giove e le sue lune) la radiazione è un grosso problema, che è il risultato delle particelle cariche che rimangono intrappolate nel potente campo magnetico dei giganti gassosi. Tra quello e le tenui atmosfere della luna, la vita farebbe molto fatica a sopravvivere in superficie, ma la vita che abita sotto il ghiaccio se la caverebbe molto meglio.

"Uno dei principali vantaggi dei mondi ghiacciati è che gli oceani sotto la superficie sono per lo più isolati dalla superficie, " disse Lingam. "Quindi, Radiazioni UV e raggi cosmici (particelle energetiche), che sono tipicamente dannose per la vita sulla superficie in dosi elevate, è improbabile che influiscano sulla vita presunta in questi oceani sotto la superficie".

"Sul lato negativo, " Lui continuò, "l'assenza di luce solare come abbondante fonte di energia potrebbe portare a una biosfera che ha molti meno organismi (per unità di volume) rispetto alla Terra. Inoltre, la maggior parte degli organismi in queste biosfere sono probabilmente microbici, e la probabilità che la vita complessa si evolva potrebbe essere bassa rispetto alla Terra. Un altro problema è la potenziale disponibilità di nutrienti (es. fosforo) necessari per la vita; suggeriamo che questi nutrienti potrebbero essere disponibili solo in concentrazioni inferiori rispetto alla Terra su questi mondi".

Alla fine, Lingam e Loeb hanno determinato che una vasta gamma di mondi con gusci di ghiaccio di spessore moderato può esistere in una vasta gamma di habitat in tutto il cosmo. Sulla base di quanto statisticamente probabile siano tali mondi, hanno concluso che "Ocean Worlds" come Europa, Encelado, e altri come loro sono circa 1000 volte più comuni dei pianeti rocciosi che esistono all'interno degli HZ delle stelle.

Questi risultati hanno alcune implicazioni drastiche per la ricerca di vita extraterrestre ed extrasolare. Ha anche implicazioni significative sul modo in cui la vita può essere distribuita nell'universo. Come ha riassunto Lingam:

"Concludiamo che la vita su questi mondi dovrà indubbiamente affrontare sfide degne di nota. Tuttavia, d'altra parte, non esiste un fattore definitivo che impedisca alla vita (soprattutto la vita microbica) di evolversi su questi pianeti e lune. In termini di panspermia, abbiamo considerato la possibilità che un pianeta fluttuante contenente esolife nel sottosuolo potesse essere temporaneamente "catturato" da una stella, e che potrebbe forse seminare altri pianeti (in orbita intorno a quella stella) con la vita. Poiché sono coinvolte molte variabili, non tutti possono essere quantificati con precisione."

Professor Leob – il Frank B. Baird Jr. Professore di Scienze all'Università di Harvard, il direttore dell'ITC, e il coautore dello studio - ha aggiunto che trovare esempi di questa vita presenta la sua parte di sfide. Come ha detto a Universe Today via e-mail:

"È molto difficile rilevare la vita sotto la superficie a distanza (da una grande distanza) usando i telescopi. Si potrebbe cercare il calore in eccesso, ma può derivare da fonti naturali, come i vulcani. Il modo più affidabile per trovare la vita sotto la superficie è atterrare su un tale pianeta o luna e perforare la calotta glaciale superficiale. Questo è l'approccio contemplato per una futura missione della NASA in Europa nel sistema solare".

Esplorando ulteriormente le implicazioni per la panspermia, Lingam e Loeb hanno anche considerato cosa potrebbe accadere se un pianeta come la Terra fosse mai espulso dal Sistema Solare. Come notano nel loro studio, ricerche precedenti hanno indicato come i pianeti con atmosfere spesse o oceani sotto la superficie potrebbero ancora supportare la vita mentre galleggiano nello spazio interstellare. Come ha spiegato Loeb, hanno anche considerato cosa sarebbe successo se un giorno questo fosse accaduto con la Terra:

"Una domanda interessante è cosa accadrebbe alla Terra se fosse espulsa dal sistema solare nello spazio freddo senza essere riscaldata dal Sole. Abbiamo scoperto che gli oceani si congelerebbero fino a una profondità di 4,4 chilometri, ma sacche di acqua liquida sarebbero sopravvivere nelle regioni più profonde dell'oceano terrestre, come la Fossa delle Marianne, e la vita potrebbe sopravvivere in questi restanti laghi sotterranei. Ciò implica che la vita sotto la superficie potrebbe essere trasferita tra i sistemi planetari".

Questo studio serve anche a ricordare che mentre l'umanità esplora più del Sistema Solare (in gran parte per trovare vita extraterrestre) ciò che troviamo ha anche implicazioni nella caccia alla vita nel resto dell'universo. Questo è uno dei vantaggi dell'approccio del "frutto basso". Ciò che non sappiamo è informato ma ciò che facciamo, e ciò che troviamo aiuta a informare le nostre aspettative su cos'altro potremmo trovare.

Ed ovviamente, è un universo molto vasto là fuori. È probabile che ciò che possiamo trovare vada ben oltre ciò che siamo attualmente in grado di riconoscere.