Perché dobbiamo cambiare il nostro modo di cercare la vita aliena

Dagli esseri gelatinosi tipo le meduse ai licheni che sembrano fatti di pietra, il nostro pianeta è animato da forme di vita talmente varie che, a volte, risulta persino difficile identificarle come organismi viventi. Questo livello di complessità sembra spronarci a cercare forme di vita diverse da quelle già note — ovvero, forme di biologia aliena che si potrebbero sviluppare su altri pianeti, con condizioni ambientali differenti da quelle che conosciamo. "L'Universo è un posto veramente grande, se siamo in grado di immaginare qualcosa, probabilmente, esiste là fuori da qualche parte," ha detto Morgan Cable, astrochimico presso il Laboratorio di Propulsione Jet a Pasadena, in California. "Ma la questione è, saremo in grado di trovarla?"

Per decenni, gli scienziati hanno limitato la loro ricerca ad organismi molto simili a quelli terrestri. Nel 1976, i lander di Viking della NASA ha esaminato dei campioni di terreno marziano cercando le sostanze nutritive organiche sfruttate dai microbi terrestri, con risultati inconcludenti. Quest'anno, invece, l'ExoMars Trace Gas Orbiter dell'Agenzia Spaziale Europea cercherà nell'atmosfera marziana tracce di metano, che potrebbe essere prodotto da forme di vita batteriche simile a quelle terrestri. Il rover Mars 2020 della NASA analizzerà anche i composti a base di carbonio provenienti da eventuali organismi marziani attuali o risalenti al passato.

Ma l'ambiente di Marte non è così simile a quello della Terra e gli esopianeti scoperti dagli astronomi intorno ad altre stelle sono persino più differenti — molti di questi diversi da qualsiasi cosa presente nel nostro sistema solare. Per questo motivo, è importante ampliare l'ambito di ricerca della vita aliena. Dobbiamo riuscire ad immaginare processi biologici, chimici, geologici e fisici autenticamente alieni." Gli astronomi cercano "tracce biologiche," ma questo non ha molto senso perché non conosciamo altri esempi di biologia oltre alla nostra," ha spiegato il chimico Lee Cronin dell'Università di Glasgow.

Per ragionare in modo più aperto, dobbiamo tornare alle basi e considerare le condizioni fondamentali necessarie per la vita. In primo luogo, serve una qualche forma di energia, come sorgenti termiche vulcaniche o fonti idrotermali. Ciò sembrerebbe escludere tutti i pianeti o i satelliti prive di una forte di calore interno. La vita per proliferare necessita anche di una protezione dalle radiazioni spaziali come, ad esempio, uno strato di ozono nell'atmosfera. Molti pianeti di tipo terrestre appena scoperti, tra cui quelli che circondano TRAPPIST-1 e Proxima Centauri, orbitano attorno a stelle nane rosse i cui brillamenti possono spazzare via l'atmosfera di un pianeta. Gli studi condotti attraverso il James Webb Space Telescope (JWST) che partiranno l'anno prossimo, riveleranno se dovremmo escludere anche questi pianeti dalla lista di quelli papabili.

Infine, le forme di vita che conosciamo richiedono un qualche tipo di solvente liquido in cui le interazioni chimiche possono portare a molecole auto-replicanti. L'acqua è eccezionalmente efficace a questo proposito. Facilita la creazione e la rottura di legami chimici, l'assemblaggio di proteine o di altre molecole e — per un organismo — rende possibile il nutrimento e l'eliminazione dei rifiuti. Proprio per questo, al momento, gli astronomi focalizzano le loro ricerche sulla "zona abitabile" attorno alle stelle, ovvero, quelle aree in cui un mondo potrebbe avere la giusta temperatura per ospitare acqua liquida sulla sua superficie.

Questi vincoli escludono una gamma estremamente vasta di possibilità. Forse altri liquidi potrebbero sostituire l'acqua. Una possibilità meno esotica è che forse la biologia potrebbe sorgere in un oceano sepolto nelle profondità di un mondo alieno ricoperto di ghiaccio. Tale ambiente potrebbe offrire energia, protezione e acqua liquida, senza lasciare visibile alcun segno esteriore di vita, rendendola così difficile da rilevare. Non sappiamo abbastanza dei pianeti intorno ad altre stelle. "È difficile immaginare che possiamo trovare le tracce inequivocabili di vita su un esopianeta," ha ammesso Jonathan Lunine, scienziato planetario della Cornell University. "Ma il sistema solare esterno è accessibile a noi."

Quindi la ricerca di vita aliena deve svolgersi anche vicino a noi. Le lune di Saturno e di Giove offrono un banco di prova per capire se la biologia possa svilupparsi anche in assenza di un'atmosfera. Europa, la luna di Giove e Encelado di Saturno hanno entrambi oceani interni e fonti di calore interne. Encelado emette enormi quantità di vapore acqueo attraverso dei geyser dal suo polo sud; anche Europa sembra avere un'attività simile di tipo occasionale. Le missioni spaziali future potrebbero volare attraverso i gettiti dei geyser e ricercare eventuali elementi biochimici. La missione per raggiungere Europa entro circa un decennio con un lander annunciata dalla NASA, potrebbe esaminare la presenza di eventuali microbi nelle acque oceaniche che emergono in superficie o restano sotto di essa.

Nel frattempo un'altra luna di Saturno, Titano, potrebbe dirci se la vita può svilupparsi anche in assenza di acqua allo stato liquido. La superficie di Titano è costellata da laghi di metano e etano, riempiti da piogge stagionali di idrocarburi. Lunine e i suoi colleghi hanno ipotizzato che la vita potrebbe sorgere in questo ambiente ostile. Esistono diversi progetti ben formulati (ma ancora senza finanziamento) per un lander che potrebbe esplorare i laghi di metano di Titano, alla ricerca della vita microbica.

Invece, per quanto riguarda il gruppo di esopianati che non hanno analoghi nel nostro sistema solare, gli scienziati devono affidarsi agli esperimenti in laboratorio e all'immaginazione. "Stiamo ancora cercando i requisiti fisici e chimici fondamentali che portano allo sviluppo della vita, ma vogliamo mantenere questo insieme il più esteso possibile," ha spiegato Cable. I ricercatori di esopianeti come Sara Seager del Massachusetts Institute of Technology e Victoria Meadows dell'Università di Washington stanno studiando i modelli di diversi tipi di atmosfere planetarie possibili e le possibili tracce chimiche che la vita potrebbe imprimerci.

Ora, la NASA e altre agenzie spaziali avrebbero il compito di progettare strumenti capaci di individuare tracce di vita le più varie possibile. La maggior parte dei telescopi attuali analizza solo una gamma limitata di lunghezze d'onda. "Se si pensa allo spettro come una serie di tende veneziane, ci sono intere fasce che vengono escluse. Non è il modo ideale di ottenere una visione completa," ha detto Lunine. Per questo, gli astronomi guidati da Seager e da Scott Gaudi dell'Ohio State University hanno proposto alla NASA la Habitable Exoplanet Imaging Mission (HabEx) per i decenni del 2030 o 2040. Questa esaminerebbe gli esopianeti su una vasta gamma di lunghezze d'onda nella banda visibile e vicina agli infrarossi alla ricerca di tracce di ossigeno e di vapore acqueo.

Condurre una ricerca ampia sulla vita extraterrestre potrebbe non essere facile né economico, ma sicuramente potrebbe cambiare le carte in tavola. Anche se gli astrobiologi non dovessero trovare nulla, quella conoscenza potrebbe confermarci quanto sia speciale la presenza della vita qui sulla Terra. Al contrario, qualsiasi tipo di successo sarebbe sconvolgente. Trovare dei batteri simili a quelli terrestri su Marte ci farebbe capire che non siamo soli. Trovare degli organismi nei laghi di metano su Titano ci farebbe capire in maniera più profonda che il nostro non è l'unico modo di sviluppare la vita. In entrambi i casi, noi terrestri non guarderemo mai il cosmo nello stesso modo.

L'autore è un astrofisico che lavora a San Diego convertitosi al giornalismo scientifico, i suoi lavori vengono pubblicati su New Scientist, Nature e Hakaimagazine tra gli altri.

Questo articolo è stato pubblicato originariamente su Aeon ed è stato ripubblicato sotto licenza Creative Commons.