Dalle piante domestiche e dai giardini ai campi e alle foreste, il verde è il colore che maggiormente associamo alla vita superficiale sulla Terra, dove le condizioni hanno favorito l'evoluzione degli organismi che eseguono la fotosintesi producente ossigeno utilizzando il pigmento verde clorofilla a.
Ma un pianeta simile alla Terra in orbita attorno a un'altra stella potrebbe apparire molto diverso, potenzialmente coperto da batteri che ricevono poca o nessuna luce visibile o ossigeno, come in alcuni ambienti sulla Terra, e utilizzano invece radiazioni infrarosse invisibili per alimentare la fotosintesi.
Invece del verde, molti di questi batteri sulla Terra contengono pigmenti viola, e i mondi viola su cui sono dominanti produrrebbero una caratteristica “impronta digitale luminosa” rilevabile dai telescopi terrestri e spaziali di prossima generazione, riferiscono gli scienziati della Cornell in una nuova ricerca. /P>
"I batteri viola possono prosperare in una vasta gamma di condizioni, rendendoli uno dei principali contendenti per la vita che potrebbe dominare una varietà di mondi", ha affermato Lígia Fonseca Coelho, associata post-dottorato presso l'Istituto Carl Sagan (CSI) e prima autrice dello studio. "Il viola è il nuovo verde:biopigmenti e spettri di mondi viola simili alla Terra", pubblicato in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society .
"Dobbiamo creare un database per i segni di vita per assicurarci che i nostri telescopi non perdano la vita se non assomiglia esattamente a ciò che incontriamo intorno a noi ogni giorno", ha aggiunto la coautrice Lisa Kaltenegger, direttrice del CSI e professoressa associata. di astronomia al College of Arts and Sciences.
Finora gli astronomi hanno confermato più di 5.500 esopianeti, inclusi più di 30 pianeti potenzialmente simili alla Terra. Gli osservatori pianificati, come l'Extremely Large Telescope e l'Hbitable Worlds Observatory, esploreranno la composizione chimica di questi mondi nelle zone abitabili delle loro stelle, dove le condizioni favoriscono l'esistenza di acqua liquida sulla superficie, e analizzeranno la loro composizione.
Usando la vita sulla Terra come guida, il team multidisciplinare di scienziati del CSI, che comprende anche William Philpot, professore emerito alla School of Civil and Environmental Engineering della Cornell Engineering, e Stephen Zinder, professore emerito di microbiologia al College of Agriculture and Life Sciences, stanno catalogando i colori e le firme chimiche che una vasta gamma di organismi e minerali presenterebbero nella luce riflessa di un pianeta extrasolare.
Coelho ha raccolto e coltivato campioni di oltre 20 batteri viola dello zolfo e non-zolfo che possono essere trovati in una varietà di ambienti, dalle acque poco profonde, alle coste e alle paludi fino alle sorgenti idrotermali di acque profonde.
Zinder e Coelho hanno raccolto alcuni campioni da uno stagno nel campus di Cornell, mentre altri sono stati recuperati dalle acque al largo di Cape Cod da Coelho durante il corso estivo sulla diversità microbica del 2023 presso il Laboratorio biologico marino di Woods Hole e da colture di laboratorio mantenute da collaboratori dell'Università di Dipartimento di biologia vegetale e microbica del Minnesota, dalla professoressa associata Trinity Hamilton e dal dottorando Taylor Price.
Quelli che vengono collettivamente definiti batteri viola hanno in realtà una gamma di colori, tra cui giallo, arancione, marrone e rosso, a causa dei pigmenti correlati a quelli che rendono i pomodori rossi e le carote arancioni. Prosperano con la luce rossa o infrarossa a bassa energia utilizzando sistemi di fotosintesi più semplici che utilizzano forme di clorofilla che assorbono gli infrarossi e non producono ossigeno.
È probabile che fossero prevalenti sulla Terra primordiale prima dell'avvento della fotosintesi di tipo vegetale, hanno detto i ricercatori, e potrebbero essere particolarmente adatti ai pianeti che ruotano attorno a stelle nane rosse più fredde, il tipo più comune nella nostra galassia.
"Qui prosperano già in alcune nicchie", ha detto Coelho. "Immaginate se non fossero in competizione con piante verdi, alghe e batteri:un sole rosso potrebbe offrire loro le condizioni più favorevoli per la fotosintesi."
Dopo aver misurato i biopigmenti viola dei batteri e le impronte digitali, i ricercatori hanno creato modelli di pianeti simili alla Terra con condizioni e copertura nuvolosa variabili. In una serie di ambienti simulati, ha affermato Coelho, i batteri viola sia umidi che secchi hanno prodotto firme biologiche dai colori intensi.
"Se i batteri viola prosperano sulla superficie di una Terra ghiacciata, di un mondo oceanico, di una Terra come una palla di neve o di una Terra moderna in orbita attorno a una stella più fredda", ha detto Coelho, "ora abbiamo gli strumenti per cercarli".>
Il rilevamento di un "punto viola pallido" in un altro sistema solare innescherebbe osservazioni intensive del pianeta per cercare di escludere altre fonti di colore, come minerali colorati, che anche CSI sta catalogando.
Kaltenegger, autore del libro di prossima uscita, "Alien Earths:The New Science of Planet Hunting in the Cosmos", ha affermato che individuare la vita è così difficile con la tecnologia attuale che se anche gli organismi unicellulari vengono trovati in un posto, suggerirebbe che la vita deve essere diffuso nel cosmo. Ciò rivoluzionerebbe il nostro modo di pensare all'annosa domanda:siamo soli nell'universo?
"Stiamo solo aprendo gli occhi su questi mondi affascinanti che ci circondano", ha detto Kaltenegger. "I batteri viola possono sopravvivere e prosperare in una tale varietà di condizioni che è facile immaginare che su molti mondi diversi il viola possa essere semplicemente il nuovo verde."
Ulteriori informazioni: Lígia Fonseca Coelho et al, Il viola è il nuovo verde:biopigmenti e spettri di mondi viola simili alla Terra, Avvisi mensili della Royal Astronomical Society (2024). DOI:10.1093/mnras/stae601
Informazioni sul giornale: Avvisi mensili della Royal Astronomical Society
Fornito dalla Cornell University
