Nella loro ricerca della vita nei sistemi solari vicini e lontani, i ricercatori hanno spesso accettato la presenza di ossigeno nell'atmosfera di un pianeta come il segno più sicuro che la vita possa essere presente lì. Un nuovo studio della Johns Hopkins, però, raccomanda una riconsiderazione di tale regola empirica.

Simulando in laboratorio le atmosfere dei pianeti oltre il sistema solare, i ricercatori hanno creato con successo sia composti organici che ossigeno, assente dalla vita.

Le scoperte, pubblicato l'11 dicembre dalla rivista ACS Chimica della Terra e dello Spazio , servire come ammonimento per i ricercatori che suggeriscono che la presenza di ossigeno e sostanze organiche su mondi lontani è la prova della vita lì.

"I nostri esperimenti hanno prodotto ossigeno e molecole organiche che potrebbero fungere da elementi costitutivi della vita in laboratorio, dimostrando che la presenza di entrambi non indica definitivamente la vita, " dice Chao He, assistente ricercatore presso il Dipartimento di Scienze della Terra e Planetarie della Johns Hopkins University e primo autore dello studio. "I ricercatori devono considerare più attentamente come vengono prodotte queste molecole".

L'ossigeno costituisce il 20 percento dell'atmosfera terrestre ed è considerato uno dei gas di biofirma più robusti nell'atmosfera terrestre. Nella ricerca della vita oltre il sistema solare terrestre, però, si sa poco su come diverse fonti di energia avviino reazioni chimiche e su come queste reazioni possano creare biofirme come l'ossigeno. Mentre altri ricercatori hanno eseguito modelli fotochimici su computer per prevedere quali atmosfere di esopianeti potrebbero essere in grado di creare, nessuna di queste simulazioni a conoscenza di He è stata prima d'ora condotta in laboratorio.

Il team di ricerca ha eseguito gli esperimenti di simulazione in una camera Planetary HAZE (PHAZER) appositamente progettata nel laboratorio di Sarah Hörst, assistente professore di scienze della Terra e planetarie e coautore dell'articolo. I ricercatori hanno testato nove diverse miscele di gas, coerente con le previsioni per le atmosfere degli esopianeti di tipo super-Terra e mini-Nettuno; tali esopianeti sono il tipo di pianeta più abbondante nella nostra galassia della Via Lattea. Ogni miscela aveva una composizione specifica di gas come anidride carbonica, acqua, ammoniaca, e metano, e ciascuno è stato riscaldato a temperature comprese tra circa 80 e 700 gradi Fahrenheit.

Lui e il team hanno permesso a ciascuna miscela di gas di fluire nella configurazione PHAZER e quindi hanno esposto la miscela a uno dei due tipi di energia, pensato per imitare l'energia che innesca le reazioni chimiche nelle atmosfere planetarie:plasma da una scarica a bagliore a corrente alternata o luce da una lampada ultravioletta. Plasma, una fonte di energia più forte della luce UV, può simulare attività elettriche come fulmini e/o particelle energetiche, e la luce UV è il principale motore delle reazioni chimiche nelle atmosfere planetarie come quelle sulla Terra, Saturno e Plutone.

Dopo aver eseguito gli esperimenti ininterrottamente per tre giorni, corrispondente alla quantità di tempo in cui il gas sarebbe esposto a fonti di energia nello spazio, i ricercatori hanno misurato e identificato i gas risultanti con uno spettrometro di massa, uno strumento che classifica le sostanze chimiche in base al loro rapporto massa/carica.

Il team di ricerca ha trovato molteplici scenari che hanno prodotto sia ossigeno che molecole organiche che potrebbero costruire zuccheri e amminoacidi, materie prime per le quali potrebbe iniziare la vita, come la formaldeide e l'acido cianidrico.

"La gente era solita suggerire che la presenza di ossigeno e sostanze organiche insieme indicasse la vita, ma li abbiamo prodotti abioticamente in più simulazioni, " Dice. "Questo suggerisce che anche la compresenza di firme biologiche comunemente accettate potrebbe essere un falso positivo per la vita".