Negli ultimi due decenni, I veicoli spaziali della NASA hanno identificato ambienti potenzialmente abitabili in tutto il sistema solare e oltre. I veicoli spaziali su Marte hanno trovato prove che un tempo laghi e ruscelli coprivano il pianeta, protetto da un'atmosfera densa da tempo scomparsa. Alla luna di Saturno Encelado, la navicella spaziale Cassini ha annusato pennacchi d'acqua che fuoriescono dal guscio ghiacciato di Encelado, rilevando una chimica simile a quella che si verifica in alcuni punti del fondo marino terrestre, dove l'acqua di mare reagisce chimicamente con la roccia (e dove prosperano le creature viventi). L'imminente missione Europa Clipper potrebbe fare lo stesso sulla luna di Giove Europa, dove gli scienziati hanno individuato più pennacchi. Anche al di là del sistema solare, alcune delle migliaia di pianeti ora noti per orbitare attorno ad altre stelle potrebbero ospitare oceani di superficie.

Il passo successivo nell'esplorazione di questi ambienti è scoprire se sono effettivamente abitabili e quindi cercare la vita. Sfortunatamente, attualmente non esiste un semplice strumento di rilevamento della vita. A meno che una telecamera non catturi un tappeto di batteri in crescita su una roccia marziana o un plancton alieno che nuota sotto il ghiaccio di Encelado, gli scienziati devono utilizzare una suite di strumenti e diversi set di dati per cercare biosigature o segni di vita.

Ma quali sono questi segni? Per aiutare a rispondere a questa domanda, un team del programma di astrobiologia della NASA ha sviluppato la "Ladder of Life Detection, " una guida per i ricercatori in cui ogni piolo rappresenta un attributo chiave della vita. La scala è stata pubblicata sulla rivista Astrobiologia il 4 giugno 2018.

Le biofirme di The Ladder

"The Ladder of Life Detection elenca 15 caratteristiche che la comunità di astrobiologia ha proposto per rappresentare indicatori di vita, " ha detto Marc Neveu, un borsista post-dottorato presso la sede della NASA a Washington, DC e autore principale dell'articolo. The Ladder descrive anche come gli scienziati potrebbero misurare queste caratteristiche e determinare se sono davvero prove di vita.

Ad esempio, tutta la vita che conosciamo richiede molecole organiche complesse e utilizza amminoacidi, due caratteristiche della Scala.

Ma solo trovare queste molecole non significa che siano nate dalla vita. "Molte delle molecole usate dalla vita possono essere formate senza vita, " disse Mary Voytek, Senior Scientist per l'astrobiologia presso la sede della NASA e coautore di articoli. Per esempio, le reazioni chimiche su un pianeta o una cometa possono formare amminoacidi e altre molecole organiche.

Gli scienziati devono "capire, con quegli avvertimenti, come puoi dire che quello che stai guardando è stato prodotto dalla vita, " ha detto Voytec.

Un'indicazione sarebbero le molecole bersaglio trovate in proporzioni uniche rispetto ai livelli previsti nell'ambiente circostante. "La presenza di qualcosa che non è previsto nell'ambiente è la prova della vita, " Ha detto Voytek. "La vita spinge le cose fuori dall'equilibrio."

Ad esempio, molecole organiche di una certa complessità (si pensi a un'auto Lego contro singoli mattoncini cliccati insieme) potrebbero essere state create solo dalla vita, Voytec continuò. "La complessità chimica è il risultato della biologia:richiede energia o enzimi per realizzarla".

Altre biofirme includono pigmenti, indicazioni del metabolismo (ad es. calore disperso o composti esalati dalla vita), o anche prove dell'evoluzione darwiniana. Quest'ultimo al momento non può essere rilevato nei tempi di una missione spaziale, ma sarebbe il biglietto d'oro per identificare la vita.

Comprendere il contesto ambientale

Se gli scienziati possono misurare queste biofirme, a distanza o sul posto, è la prossima domanda, ha detto Voytek. Non si tratta solo di prestazioni dello strumento o di evitare la contaminazione dei campioni con molecole portate dalla Terra. Gli scienziati dovranno anche considerare il contesto ambientale. Quanto è fragile il campione? La nostra analisi può distruggere il campione? L'ambiente modifica chimicamente il campione? La vita può tollerare le condizioni da cui proviene il campione (come la superficie esposta alle radiazioni di Marte o le fredde profondità di un oceano sotto il ghiaccio)?

La scaletta elenca le risposte per ogni biofirma, basato sull'esperienza acquisita cercando la vita su Marte e nelle rocce più antiche della Terra e negli ambienti più estremi. Come risulta, misurazioni più facili da eseguire (i pioli inferiori) potrebbero essere più difficili da interpretare rispetto ai pioli più in alto nella scala. Salire la scala verso la vita richiederà misurazioni impegnative.

Neveu ha sottolineato che i pioli della scala non sono scolpiti nella pietra, con ulteriori ricerche e discussioni, ogni gradino della scala può essere spostato, e altro può essere aggiunto. Lui e i suoi coautori incoraggiano il contributo della comunità di astrobiologia per migliorare la scala.