Gli scienziati hanno sviluppato un nuovo metodo per rilevare l'ossigeno nelle atmosfere degli esopianeti che potrebbe accelerare la ricerca della vita.

Una possibile indicazione di vita, o biofirma, è la presenza di ossigeno nell'atmosfera di un esopianeta. L'ossigeno è generato dalla vita sulla Terra quando organismi come piante, alghe, e i cianobatteri usano la fotosintesi per convertire la luce solare in energia chimica.

UC Riverside ha contribuito a sviluppare la nuova tecnica, che utilizzerà il James Webb Space Telescope della NASA per rilevare un forte segnale che le molecole di ossigeno producono quando si scontrano. Questo segnale potrebbe aiutare gli scienziati a distinguere tra pianeti viventi e non viventi.

Poiché gli esopianeti, che orbitano stelle diverse dal nostro sole, sono così lontani, gli scienziati non possono cercare segni di vita visitando questi mondi lontani. Anziché, devono usare un telescopio all'avanguardia come Webb per vedere cosa c'è dentro le atmosfere degli esopianeti.

"Prima del nostro lavoro, si pensava che l'ossigeno a livelli simili a quelli sulla Terra non fosse rilevabile con Webb, " ha affermato Thomas Fauchez del Goddard Space Flight Center della NASA e autore principale dello studio. "Questo segnale di ossigeno è noto fin dai primi anni '80 dagli studi atmosferici della Terra, ma non è mai stato studiato per la ricerca sugli esopianeti".

L'astrobiologo della UC Riverside Edward Schwieterman ha originariamente proposto un modo simile per rilevare alte concentrazioni di ossigeno da processi non viventi ed è stato un membro del team che ha sviluppato questa tecnica. Il loro lavoro è stato pubblicato oggi sulla rivista Astronomia della natura .

"L'ossigeno è una delle molecole più eccitanti da rilevare a causa del suo legame con la vita, ma non sappiamo se la vita è l'unica causa di ossigeno in un'atmosfera, " ha detto Schwieterman. "Questa tecnica ci permetterà di trovare ossigeno nei pianeti sia vivi che morti".

Quando le molecole di ossigeno entrano in collisione tra loro, impediscono a parti dello spettro della luce infrarossa di essere viste da un telescopio. Esaminando i modelli in quella luce, possono determinare la composizione dell'atmosfera del pianeta.

Schwieterman ha aiutato il team della NASA a calcolare quanta luce sarebbe stata bloccata da queste collisioni di ossigeno.

intrigante, alcuni ricercatori suggeriscono che l'ossigeno può anche far sembrare che un esopianeta ospiti la vita quando non lo fa, perché può accumularsi nell'atmosfera di un pianeta senza alcuna attività vitale.

Se un pianeta extrasolare è troppo vicino alla sua stella ospite o riceve troppa luce stellare, l'atmosfera diventa molto calda e satura di vapore acqueo proveniente dagli oceani in evaporazione. Quest'acqua potrebbe quindi essere scomposta da una forte radiazione ultravioletta in idrogeno atomico e ossigeno. Idrogeno, che è un atomo di luce, fugge nello spazio molto facilmente, lasciandosi alle spalle l'ossigeno.

Col tempo, questo processo può causare la perdita di interi oceani mentre si crea una densa atmosfera di ossigeno, più uniforme, di quanto potrebbe essere fatto dalla vita. Così, l'abbondante ossigeno nell'atmosfera di un esopianeta potrebbe non significare necessariamente vita abbondante, ma potrebbe invece indicare una storia di perdita di acqua.

Schwieterman avverte che gli astronomi non sono ancora sicuri di quanto possa essere diffuso questo processo sugli esopianeti.

"È importante sapere se e quanto i pianeti morti generano ossigeno atmosferico, in modo che possiamo riconoscere meglio quando un pianeta è vivo o no, " Egli ha detto.

Schwieterman è un visiting postdoctoral fellow presso l'UCR che presto inizierà come assistente professore di astrobiologia presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dei pianeti.

La ricerca ha ricevuto finanziamenti dalla collaborazione Sellers Exoplanet Environments di Goddard, che è finanziato in parte dal modello di finanziamento degli scienziati interni della NASA Planetary Science Division. Questo progetto ha anche ricevuto finanziamenti dal programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell'Unione europea nell'ambito del Marie Sklodowska-Curie Grant, il team della NASA Astrobiology Institute Alternative Earths, e il Laboratorio Planetario Virtuale NExSS.

Webb sarà il principale osservatorio di scienze spaziali al mondo quando verrà lanciato nel 2021. Permetterà agli scienziati di risolvere i misteri del nostro sistema solare, guarda a mondi lontani intorno ad altre stelle, e sondare le misteriose strutture e origini del nostro universo e il nostro posto in esso.