Due astronomi della McGill University hanno assemblato una "impronta digitale" per la Terra, che potrebbe essere utilizzato per identificare un pianeta oltre il nostro Sistema Solare in grado di supportare la vita.

La studentessa di fisica della McGill Evelyn Macdonald e il suo supervisore, il prof. Nicolas Cowan, hanno utilizzato oltre un decennio di osservazioni dell'atmosfera terrestre prese dal satellite SCISAT per costruire uno spettro di transito della Terra, una sorta di impronta digitale dell'atmosfera terrestre alla luce infrarossa, che mostra la presenza di molecole chiave nella ricerca di mondi abitabili. Ciò include la presenza simultanea di ozono e metano, che gli scienziati si aspettano di vedere solo quando c'è una fonte organica di questi composti sul pianeta. Tale rilevamento è chiamato "biofirma".

"Una manciata di ricercatori ha cercato di simulare lo spettro di transito terrestre, ma questo è il primo spettro empirico di transito infrarosso della Terra, " dice il prof. Cowan. "Questo è ciò che vedrebbero gli astronomi alieni se osservassero un transito della Terra".

Le scoperte, pubblicato il 28 agosto sulla rivista Avvisi mensili della Royal Astronomical Society , potrebbe aiutare gli scienziati a determinare quale tipo di segnale cercare nella loro ricerca per trovare esopianeti simili alla Terra (pianeti che orbitano attorno a una stella diversa dal nostro Sole). Sviluppato dall'Agenzia spaziale canadese, SCISAT è stato creato per aiutare gli scienziati a comprendere l'esaurimento dello strato di ozono terrestre studiando le particelle nell'atmosfera mentre la luce solare lo attraversa. Generalmente, gli astronomi possono dire quali molecole si trovano nell'atmosfera di un pianeta osservando come cambia la luce delle stelle mentre brilla attraverso l'atmosfera. Gli strumenti devono attendere che un pianeta passi, o transiti, sopra la stella per fare questa osservazione. Con telescopi abbastanza sensibili, gli astronomi potrebbero potenzialmente identificare molecole come l'anidride carbonica, ossigeno o vapore acqueo che potrebbe indicare se un pianeta è abitabile o addirittura abitato.

Cowan stava spiegando la spettroscopia di transito degli esopianeti durante un pranzo di gruppo al McGill Space Institute (MSI) quando il prof. Yi Huang, uno scienziato atmosferico e membro del MSI, ha notato che la tecnica era simile agli studi sull'occultazione solare dell'atmosfera terrestre, come fatto da SCISAT.

Dalla prima scoperta di un esopianeta negli anni '90, gli astronomi hanno confermato l'esistenza di 4, 000 esopianeti. Il Santo Graal in questo campo relativamente nuovo dell'astronomia è trovare pianeti che potrebbero potenzialmente ospitare la vita:una Terra 2.0.

Un sistema molto promettente che potrebbe contenere tali pianeti, chiamato TRAPPISTA-1, sarà un obiettivo per il prossimo telescopio spaziale James Webb, il lancio è previsto per il 2021. Macdonald e Cowan hanno costruito un segnale simulato di come sarebbe l'atmosfera di un pianeta simile alla Terra attraverso gli occhi di questo futuro telescopio che è una collaborazione tra la NASA, l'Agenzia spaziale canadese e l'Agenzia spaziale europea.

Il sistema TRAPPIST-1 situato a 40 anni luce di distanza contiene sette pianeti, tre o quattro dei quali si trovano nella cosiddetta "zona abitabile" dove potrebbe esistere acqua liquida. Gli astronomi della McGill affermano che questo sistema potrebbe essere un posto promettente per cercare un segnale simile alla loro impronta digitale terrestre poiché i pianeti orbitano attorno a una stella nana M, un tipo di stella che è più piccola e più fredda del nostro Sole.

"TRAPPIST-1 è una stella nana rossa vicina, il che rende i suoi pianeti ottimi bersagli per la spettroscopia di transito. Questo perché la stella è molto più piccola del Sole, quindi i suoi pianeti sono relativamente facili da osservare, " spiega Macdonald. "Inoltre, questi pianeti orbitano vicino alla stella, quindi transitano ogni pochi giorni. Certo, anche se uno dei pianeti ospita la vita, non ci aspettiamo che la sua atmosfera sia identica a quella della Terra poiché la stella è così diversa dal Sole".

Secondo la loro analisi, Macdonald e Cowan affermano che il telescopio Webb sarà sufficientemente sensibile da rilevare l'anidride carbonica e il vapore acqueo utilizzando i suoi strumenti. Potrebbe anche essere in grado di rilevare la biofirma del metano e dell'ozono se si dedica abbastanza tempo all'osservazione del pianeta bersaglio.

Il prof. Cowan e i suoi colleghi dell'Istituto per la ricerca sugli esopianeti con sede a Montreal sperano di essere tra i primi a rilevare segni di vita oltre il nostro pianeta natale. L'impronta digitale della Terra assemblata da Macdonald per la sua tesi di laurea potrebbe dire ad altri astronomi cosa cercare in questa ricerca. Inizierà il suo dottorato di ricerca. nel campo degli esopianeti presso l'Università di Toronto in autunno.

"Uno spettro empirico di transito infrarosso della Terra:finestre di opacità e biofirme, "Evelyn J. R. Macdonald e Nicolas B. Cowan, è stato pubblicato online il 28 agosto 2019, in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society .