La ricerca di forme di vita oltre la Terra rappresenta uno degli obiettivi più ambiziosi della scienza contemporanea. Gli attuali sforzi in questa direzione si concentrano sull’identificazione nelle atmosfere planetarie di marcatori – le cosiddette biofirme – prodotti da processi biologici. Questo approccio presenta tuttavia alcune criticità. Una su tutte, il fatto che tali signature possano essere generate anche da processi geologici o chimici, producendo falsi positivi.
Infografica che mostra il concetto alla base del nuovo metodo di ricerca della vita extraterrestre proposto dagli astrobiologi Harrison Smith e Lana Sinapayen. Secondo tale approccio, la vita potrebbe diffondersi tra i pianeti di sistemi stellari diversi, modificandoli nel tempo e rendendoli progressivamente più simili tra loro e al mondo d’origine. In questo scenario, ogni passaggio di “terraformazione biologica” lascia una traccia, creando gruppi di pianeti con caratteristiche osservabili simili. Crediti: Harrison B. Smith
Per superare questi limiti, un team di ricercatori guidato dall’Institute of Science di Tokyo e dal National Institute for Basic Biology, in Giappone, propone un metodo per la ricerca della vita extraterrestre che non prevede la rivelazione delle sue firme su singoli pianeti bensì l’individuazione, tramite indagini statistiche, dei suoi effetti collettivi su popolazioni planetarie.
Descritto questo mese sulle pagine della rivista The Astrophysical Journal, il nuovo metodo utilizza un approccio “agnostico”, come lo definiscono gli autori: non richiede infatti la conoscenza dettagliata della composizione chimica della vita né del suo funzionamento. Inoltre, come già anticipato, non si basa sulla ricerca di biofirme tradizionali né di tecnofirme, ma sull’identificazione di gruppi di pianeti in cui la vita potrebbe aver prodotto modifiche osservabili simili, ad esempio, alla composizione atmosferica.
Sviluppato dagli astrobiologi Harrison Smith (Institute of Science di Tokyo) e Lana Sinapayen (National Institute for Basic Biology di Okazaki), il metodo si basa su due presupposti generali: che la vita possa diffondersi tra pianeti attraverso la panspermia e che, una volta insediata, sia in grado di modificare nel tempo l’ambiente planetario in un processo assimilabile alla terraformazione. Si tratta di due postulati centrali, spiegano i ricercatori. Assumere che la vita si diffonda e trasformi i pianeti consente infatti di cercare tracce di vita senza dover fare ipotesi stringenti sulla biochimica dei sistemi viventi, né tantomeno sulle condizioni di abitabilità planetaria.
L’ipotesi alla base dell’approccio di ricerca è la seguente: se la vita viaggia da un pianeta all’altro e ne modifica l’ambiente, allora tali mondi dovrebbero mostrare correlazioni statistiche tra le loro proprietà e la loro distribuzione nello spazio. Per testarla, i ricercatori hanno simulato la diffusione della vita tra pianeti utilizzando degli “agenti”, termine con cui si riferiscono a generiche entità che si spostano da un pianeta d’origine già terraformato verso un pianeta bersaglio non ancora trasformato, trasferendone le caratteristiche osservabili.
La simulazione è stata condotta utilizzando come input mille pianeti, ciascuno associato a una stella diversa, di cui solo uno inizialmente terraformato e capace di “seminare” vita. Al termine della simulazione, i ricercatori hanno individuato i pianeti eventualmente terraformati attraverso due metodi: il clustering, che raggruppa i pianeti in base alla somiglianza delle loro proprietà; e la localizzazione spaziale, che seleziona i gruppi concentrati in specifiche regioni dello spazio. Il motivo di tale scelta è dettato da un’altra ipotesi: che la vita non solo modificherebbe la distribuzione delle composizioni planetarie, ma lo farebbe anche in una porzione relativamente compatta della galassia ospite.
Se la vita è in grado di viaggiare tra pianeti e di terraformarli, i ricercatori si aspettano l’emergere di correlazioni tra la posizione dei pianeti e le loro caratteristiche osservabili, come la composizione atmosferica. In questa illustrazione, a sinistra i pianeti (cerchietti colorati) non mostrano alcuna relazione tra posizione e proprietà. A destra, invece, sono indicati gruppi di pianeti che mostrano correlazioni, rappresentati da cerchietti di colori simili circondati da linee tratteggiate. Crediti: Harrison Smith
I risultati delle indagini confermano quanto teorizzato dai ricercatori: se la vita si diffondesse e modificasse gli ambienti planetari, essa produrrebbe schemi rivelabili non casuali su scala di popolazione. In altre parole, i pianeti influenzati dalla vita tenderebbero a somigliarsi tra loro più di quanto ci si aspetterebbe per effetto del caso, risultando statisticamente correlati.
«Concentrandoci su come la vita si diffonde e interagisce con l’ambiente, possiamo cercarla senza bisogno di una definizione perfetta o di un singolo marcatore definitivo», spiega Harrison Smith.
«Anche se la vita altrove fosse profondamente diversa da quella terrestre», aggiunge Sinapayen, «i suoi effetti su larga scala potrebbero comunque lasciare tracce rivelabili. Ed è questo che rende il nostro approccio interessante».
Il nuovo metodo apre la strada a future indagini astronomiche su grandi campioni di esopianeti, in cui approcci statistici potrebbero consentire di rivelare la vita a livello di popolazione: un vantaggio significativo soprattutto nei casi in cui le biofirme tradizionali risultino deboli, ambigue o soggette a falsi positivi.
Lo studio fornisce una solida base concettuale per una nuova classe di metodi di rivelazione della vita, concludono i ricercatori. A differenza degli approcci tradizionali, l’approccio adottato non richiede un indicatore indipendente e inequivocabile, come una biofirma atmosferica specifica, ma si fonda su due presupposti chiave riguardo a ciò che la vita può fare e ne ricava direttamente le conseguenze osservabili, fornendo un metodo statistico che può essere perfezionato tramite indagini astronomiche. Ed è proprio in questo che risiede la sua maggiore promessa.
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal l’articolo “An Agnostic Biosignature Based on Modeling Panspermia and Terraforming” di Harrison B. Smith e Lana Sinapayen