Gli scienziati hanno identificato un gruppo di pianeti al di fuori del nostro sistema solare in cui esistono le stesse condizioni chimiche che potrebbero aver portato alla vita sulla Terra.

I ricercatori, dell'Università di Cambridge e del Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology (MRC LMB), hanno scoperto che le possibilità per la vita di svilupparsi sulla superficie di un pianeta roccioso come la Terra sono collegate al tipo e alla forza della luce emessa dalla sua stella ospite.

Il loro studio, pubblicato sulla rivista Progressi scientifici , propone che le stelle che emettono luce ultravioletta (UV) sufficiente possano dare il via alla vita sui loro pianeti orbitanti nello stesso modo in cui probabilmente si è sviluppata sulla Terra, dove la luce UV alimenta una serie di reazioni chimiche che producono i mattoni della vita.

I ricercatori hanno identificato una serie di pianeti in cui la luce UV della stella che li ospita è sufficiente per consentire lo svolgimento di queste reazioni chimiche, e che si trovano all'interno della gamma abitabile in cui l'acqua liquida può esistere sulla superficie del pianeta.

"Questo lavoro ci permette di restringere i posti migliori dove cercare la vita, " ha detto il dottor Paul Rimmer, un ricercatore post-dottorato con un'affiliazione congiunta presso il Cavendish Laboratory di Cambridge e l'MRC LMB, e il primo autore dell'articolo. "Ci porta solo un po' più vicini ad affrontare la questione se siamo soli nell'universo".

Il nuovo documento è il risultato di una collaborazione in corso tra il Cavendish Laboratory e il MRC LMB, unendo la chimica organica e la ricerca sugli esopianeti. Si basa sul lavoro del professor John Sutherland, un coautore dell'attuale articolo, che studia l'origine chimica della vita sulla Terra.

In un articolo pubblicato nel 2015, Il gruppo del professor Sutherland al MRC LMB ha proposto che il cianuro, sebbene un veleno mortale, era infatti un ingrediente fondamentale del brodo primordiale da cui ha avuto origine tutta la vita sulla Terra.

In questa ipotesi, il carbonio dei meteoriti che si sono schiantati sulla giovane Terra ha interagito con l'azoto nell'atmosfera per formare acido cianidrico. L'acido cianidrico è piovuto in superficie, dove interagiva con altri elementi in vari modi, alimentato dalla luce UV del sole. Le sostanze chimiche prodotte da queste interazioni hanno generato gli elementi costitutivi dell'RNA, il parente stretto del DNA che la maggior parte dei biologi ritiene sia stata la prima molecola della vita a trasportare informazioni.

In laboratorio, Il gruppo di Sutherland ha ricreato queste reazioni chimiche sotto lampade UV, e ha generato i precursori dei lipidi, aminoacidi e nucleotidi, che sono tutti componenti essenziali delle cellule viventi.

"Mi sono imbattuto in questi esperimenti precedenti, e come astronomo, la mia prima domanda è sempre che tipo di luce stai usando, a cui da chimici non avevano proprio pensato, " ha detto Rimmer. "Ho iniziato a misurare il numero di fotoni emessi dalle loro lampade, e poi mi sono reso conto che confrontare questa luce con la luce di diverse stelle era un semplice passo successivo".

I due gruppi hanno eseguito una serie di esperimenti di laboratorio per misurare la velocità con cui i mattoni della vita possono essere formati da acido cianidrico e ioni idrogeno solforato nell'acqua quando esposti alla luce UV. Hanno quindi eseguito lo stesso esperimento in assenza di luce.

"C'è una chimica che avviene nell'oscurità:è più lenta della chimica che avviene nella luce, ma è lì, ", ha affermato l'autore senior, il professor Didier Queloz, anche dal Laboratorio Cavendish. "Volevamo vedere quanta luce ci sarebbe voluta perché la chimica della luce prevalesse sulla chimica oscura".

Lo stesso esperimento condotto al buio con l'acido cianidrico e l'idrogeno solforato ha prodotto un composto inerte che non poteva essere utilizzato per formare i mattoni della vita, mentre l'esperimento eseguito sotto le luci ha prodotto gli elementi costitutivi necessari.

I ricercatori hanno quindi confrontato la chimica della luce con la chimica del buio contro la luce UV di diverse stelle. Hanno tracciato la quantità di luce UV disponibile per i pianeti in orbita attorno a queste stelle per determinare dove potrebbe essere attivata la chimica.

Hanno scoperto che le stelle intorno alla stessa temperatura del nostro sole emettevano abbastanza luce perché i mattoni della vita si fossero formati sulla superficie dei loro pianeti. Stelle fresche, d'altra parte, non producono abbastanza luce per la formazione di questi elementi costitutivi, tranne se hanno frequenti e potenti eruzioni solari per far avanzare la chimica passo dopo passo. I pianeti che ricevono abbastanza luce per attivare la chimica e potrebbero avere acqua liquida sulle loro superfici risiedono in quella che i ricercatori hanno chiamato la zona di abiogenesi.

Tra gli esopianeti conosciuti che risiedono nella zona di abiogenesi ci sono diversi pianeti rilevati dal telescopio Kepler, compreso Keplero 452b, un pianeta che è stato soprannominato il "cugino" della Terra, anche se è troppo lontano per sondare con la tecnologia attuale. Telescopi di nuova generazione, come i telescopi TESS e James Webb della NASA, si spera sarà in grado di identificare e potenzialmente caratterizzare molti più pianeti che si trovano all'interno della zona di abiogenesi.

Certo, è anche possibile che se c'è vita su altri pianeti, che si è sviluppato o si svilupperà in un modo totalmente diverso da come ha fatto sulla Terra.

"Non sono sicuro di quanto sia contingente la vita, ma dato che finora abbiamo solo un esempio, ha senso cercare i posti che ci somigliano di più, " ha detto Rimmer. "C'è un'importante distinzione tra ciò che è necessario e ciò che è sufficiente. Gli elementi costitutivi sono necessari, ma potrebbero non essere sufficienti:potresti mescolarli per miliardi di anni e non succede nulla. Ma vuoi almeno guardare i luoghi dove esistono le cose necessarie".

Secondo recenti stime, ci sono ben 700 milioni di trilioni di pianeti terrestri nell'universo osservabile. "Farsi un'idea di quale frazione sia stata, o potrebbe essere, pronto per la vita mi affascina, " disse Sutherland. "Certo, essere preparati per la vita non è tutto e ancora non sappiamo quanto sia probabile l'origine della vita, anche date le circostanze favorevoli, se è davvero improbabile allora potremmo essere soli, ma se no, potremmo avere compagnia."