C'è vita su un pianeta lontano? Un modo in cui gli astronomi stanno cercando di scoprirlo è analizzando la luce che viene dispersa dall'atmosfera di un pianeta. Un po' di quella luce, che ha origine dalle stelle intorno a cui orbita, ha interagito con la sua atmosfera, e fornisce importanti indizi sui gas che contiene. Se i gas come l'ossigeno, vengono rilevati metano o ozono, che potrebbe indicare la presenza di organismi viventi. Tali gas sono noti come biofirme. Un team di scienziati dell'EPFL e dell'Università di Roma Tor Vergata ha sviluppato un modello statistico che può aiutare gli astronomi a interpretare i risultati della ricerca di questi "segni di vita". La loro ricerca è stata appena pubblicata in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze ( PNAS ).

Da quando il primo esopianeta, un pianeta che orbita attorno a una stella diversa dal sole, è stato scoperto 25 anni fa, oltre 4, Altri 300 sono stati identificati. E l'elenco è ancora in crescita:se ne scopre uno nuovo ogni due o tre giorni. Circa 200 degli esopianeti trovati finora sono tellurici, nel senso che sono costituiti principalmente da rocce, come la Terra. Anche se questo non è l'unico requisito affinché un pianeta sia in grado di ospitare la vita - deve anche avere acqua ed essere a una certa distanza dal suo sole - è un criterio che gli astronomi stanno usando per focalizzare la loro ricerca.

Negli anni a venire, l'uso della spettroscopia dei gas per rilevare le biofirme nell'atmosfera dei pianeti diventerà un elemento sempre più importante dell'astronomia. Molti programmi di ricerca sono già in corso in questo settore, come per il satellite a caccia di esopianeti CHEOPS, che è andato in orbita nel dicembre 2019, e il telescopio ottico James-Webb, il lancio è previsto per ottobre 2021.

A partire da uno sconosciuto

Sebbene siano stati compiuti molti progressi nel rilevamento delle biofirme esoplanetarie, rimangono diversi punti interrogativi. Quali sono le implicazioni di questo tipo di ricerca? E come dobbiamo interpretare i risultati? Cosa succede se viene rilevata una sola biofirma su un pianeta? O cosa succede se non vengono rilevate firme biologiche, cosa dovremmo concludere? Questo tipo di domande è ciò che gli scienziati dell'EPFL-Tor Vergata si sono proposti di rispondere con il loro nuovo modello.

Il loro lavoro affronta il problema da una nuova prospettiva. Tradizionalmente, gli astronomi hanno cercato la vita su un altro pianeta in base a ciò che sappiamo della vita e dell'evoluzione biologica sulla Terra. Ma con il loro nuovo metodo, gli scienziati hanno iniziato con un'incognita:quanti altri pianeti nella nostra galassia hanno una qualche forma di vita. Il loro modello incorpora fattori come il numero stimato di altre stelle nella galassia simili al sole e quanti pianeti tellurici potrebbero orbitare entro una distanza abitabile da quelle stelle. Utilizza le statistiche bayesiane, particolarmente adatte a campioni di piccole dimensioni, per calcolare la probabilità di vita nella nostra galassia in base al numero di biofirme rilevate:uno, parecchi o nessuno.

"Intuitivamente, ha senso che se troviamo la vita su un altro pianeta, probabilmente ce ne sono molti altri nella galassia con qualche tipo di organismo vivente. Ma quanti?" dice Amedeo Balbi, professore di astronomia e astrofisica presso il Dipartimento di Fisica di Tor Vergata. "Il nostro modello trasforma questa ipotesi intuitiva in un calcolo statistico, e ci permette di determinare esattamente cosa significano i numeri in termini di quantità e frequenza."

"Gli astronomi usano già varie ipotesi per valutare quanto sia credibile la vita su un dato pianeta, "dice Claudio Grimaldi, uno scienziato del Laboratorio di Fisica della Materia Complessa (LPMC) dell'EPFL, affiliato anche al Centro di Ricerca Enrico Fermi di Roma. "Uno dei nostri obiettivi di ricerca era quindi sviluppare un metodo per pesare e confrontare tali ipotesi alla luce dei nuovi dati che verranno raccolti nei prossimi anni".

Diffondere da un pianeta all'altro

Dato l'esiguo numero di pianeti che probabilmente verranno esaminati nel prossimo futuro, e supponendo che la vita emergerà indipendentemente su un qualsiasi pianeta, lo studio EPFL-Tor Vergata ha rilevato che se viene rilevata anche una sola biofirma, possiamo concludere con una probabilità maggiore del 95% che ce ne siano più di 100, 000 pianeti abitati nella galassia, più del numero di pulsar, che sono oggetti creati quando una stella massiccia esplode alla fine della sua vita. D'altra parte, se non vengono rilevate firme biologiche, non possiamo necessariamente concludere che altre forme di vita non esistano altrove nella Via Lattea.

Gli scienziati hanno anche esaminato la teoria della panspermia, che afferma che invece di emergere indipendentemente su un dato pianeta, le forme di vita potrebbero essere trasferite da un altro pianeta, ad esempio attraverso la materia organica o gli organismi microscopici trasportati sulle comete o diffusi tra pianeti vicini. Ciò implica che la probabilità di vita su un pianeta dipende anche da quanto è lontano da altri pianeti e da quanto facilmente varie forme di vita - le cui caratteristiche fisiche potrebbero essere estremamente diverse da quelle a noi familiari - sono in grado di resistere alle condizioni estreme dello spazio. viaggiare e adattarsi al nuovo pianeta. Il factoring nella panspermia altera il numero dedotto di pianeti abitati in altre parti della galassia.