Dicono che la varietà sia il sale della vita, e ora le nuove scoperte dei ricercatori della Johns Hopkins suggeriscono che una certa "varietà" elementare - lo zolfo - è davvero una "spezia" che forse può indicare segni di vita.

Questi risultati delle simulazioni di laboratorio dei ricercatori rivelano che lo zolfo può avere un impatto significativo sulle osservazioni di pianeti remoti oltre il sistema solare; i risultati hanno implicazioni per l'uso dello zolfo come segno di vita extraterrestre, oltre a influenzare il modo in cui i ricercatori dovrebbero interpretare i dati sulle atmosfere planetarie.

Un rapporto dei risultati è stato pubblicato oggi in Astronomia della natura .

"Abbiamo scoperto che solo una piccola presenza di zolfo nell'atmosfera, meno del 2%, può avere importanti ripercussioni su cosa, e quanti, si formano particelle di foschia, " dice Chao He, un assistente ricercatore presso il Dipartimento di Scienze della Terra e dei pianeti della Johns Hopkins University e primo autore dello studio.

"Questo cambia completamente ciò che gli scienziati dovrebbero cercare e aspettarsi quando esaminano le atmosfere sui pianeti oltre il nostro sistema solare".

Mentre gli scienziati sanno già che i gas di zolfo influenzano la fotochimica di molti pianeti all'interno del sistema solare come la Terra, Venere e Giove, non si sa molto sul ruolo dello zolfo nelle atmosfere dei pianeti oltre il sistema solare, o pianeti extrasolari.

A causa del suo ruolo di elemento essenziale per la vita sulla Terra, emesso da piante e batteri, e si trovano in diversi amminoacidi ed enzimi:gli scienziati propongono di utilizzare prodotti a base di zolfo per cercare la vita oltre la Terra. Capire se lo zolfo esiste e come influenza queste atmosfere può aiutare gli scienziati a determinare se i gas di zolfo possono essere usati come fonte di origine della vita, dice Lui.

I ricercatori hanno eseguito pochi studi simulando le atmosfere planetarie con lo zolfo in laboratorio a causa della sua elevata reattività e della difficoltà di ripulire una volta terminato l'esperimento, dice Lui. Infatti, lo zolfo è così reattivo che avrebbe reagito anche con l'apparato sperimentale stesso, quindi il team di ricerca ha dovuto aggiornare le proprie apparecchiature per tollerare adeguatamente lo zolfo. Per Lui è conoscenza, esistono solo altri tre studi che hanno simulato la chimica dello zolfo in laboratorio, e quelli dovevano capire il suo ruolo nell'atmosfera terrestre; questa è la prima simulazione in laboratorio per studiare lo zolfo nelle atmosfere degli esopianeti.

Chao e colleghi hanno eseguito due serie di esperimenti utilizzando anidride carbonica, monossido di carbonio, azoto, idrogeno, acqua ed elio come guida per le loro miscele di gas iniziali. Un esperimento includeva l'1,6% di zolfo nella miscela e l'altro no. 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 secondo autore della carta.

Una volta in camera, il team ha esposto le miscele di gas a una delle due fonti di energia:
plasma da una scarica a bagliore a corrente alternata o luce da una lampada a raggi ultravioletti. 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 analizzato le particelle solide e i prodotti gassosi formati, Lui e i suoi colleghi hanno scoperto che la miscela con lo zolfo aveva tre volte più particelle di foschia, o particelle solide sospese nel gas.

Il team di Chao ha scoperto che la maggior parte di queste particelle erano prodotti di zolfo organico piuttosto che acido solforico o octasulfur, che i ricercatori ritenevano in precedenza avrebbero costituito la maggior parte delle particelle di zolfo sugli esopianeti.

"Questa nuova informazione significa che se stai cercando di osservare l'atmosfera di un esopianeta e analizzarne gli spettri, quando in precedenza ti aspettavi di vedere altri prodotti, ora dovresti aspettarti di vedere invece questi prodotti a base di zolfo organico. O, almeno, dovresti sapere che non sarebbe insolito per loro essere lì. Questo cambierebbe la spiegazione e l'interpretazione dei ricercatori degli spettri che vedono, "dice Lui.

Allo stesso modo, i risultati dovrebbero indirizzare i ricercatori ad aspettarsi più particelle di foschia se stanno osservando le atmosfere degli esopianeti con zolfo, poiché solo una piccola quantità di zolfo aumenta di tre il tasso di produzione di foschia. Ancora, questo cambierebbe il modo in cui i ricercatori interpretano le loro scoperte e potrebbe essere fondamentale per l'osservazione futura degli esopianeti.

L'ultima grande implicazione delle sue scoperte, Lui dice, spingono per una maggiore consapevolezza che molti prodotti a base di zolfo possono essere prodotti in laboratorio, in assenza di vita, quindi gli scienziati dovrebbero essere cauti ed escludere lo zolfo prodotto fotochimicamente prima di suggerire la presenza di zolfo come segno di vita.