Sapere Scienza

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Alla ricerca della fotosintesi per la vita su altri pianeti

10 Novembre 2021 di 

La continua scoperta di esopianeti fornisce un ventaglio interessante per la ricerca della vita. Abbiamo più volte parlato di come essa sia elusiva, se presente, a causa di molti fattori, in primis la distanza, ma anche del fatto che stiamo cercando un tipo di vita che, forse, non è come la nostra.

 

Quali sono le condizioni necessarie per la vita?


La Terra è l’unico laboratorio di cui disponiamo e con cui ci possiamo confrontare, partiamo quindi da una domanda: la vita come la nostra potrebbe sopravvivere su pianeti che orbitano attorno a stelle diverse dal Sole? Io stesso ho provato a rispondere, nel mio lavoro di dottorato, sviluppando batteri fotosintetici in condizioni di radiazione differenti da quelle terrestri, cercando di capire se essi riuscissero a produrre ossigeno e a metabolizzare CO2 in maniera da sopravvivere.
Un primo responso è stato che, sì, la vita e la fotosintesi su pianeti orbitanti attorno a stelle più fioche del Sole sono possibili. Ora bisogna fare il passo successivo. Una stella del genere, una nana rossa – diciamo con una temperatura di circa 3000 K (più o meno la metà del Sole) – può mantenere una biosfera? Una nuova analisi effettuata sugli esopianeti oggi noti ha rivelato che avere una biosfera simile alla Terra su pianeti potenzialmente abitabili potrebbe essere abbastanza raro. Almeno analizzando i pianeti a disposizione.
Lo studio si concentra sulle condizioni richieste per lo sviluppo della fotosintesi ossigenica su un pianeta e della radiazione fotosinteticamente attiva (PAR, Photosynthetically Active Radiation), che permette agli organismi di operare la fotosintesi. Sì, la stessa delle piante.
I ricercatori hanno infatti stimato quanta energia riceve un pianeta dalla sua stella ospite, valutando se gli organismi che ci vivono (ammesso che operino la fotosintesi) sarebbero in grado di produrre in modo efficiente nutrienti e ossigeno molecolare, elementi essenziali per la vita complessa come la conosciamo. C’è insomma un limite di flusso radiativo, calcolato a partire dai dati terrestri, al di sotto del quale il ciclo di proliferazione degli organismi non sarebbe efficiente.

 

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La vita dei batteri fotosintetici è determinata non solo dall’abbondanza di luce ma anche dalla presenza di nutrienti. Se la stella è troppo fredda magari fornisce abbastanza fotoni per la fotosintesi, ma potrebbe non garantire lo sviluppo di una biosfera rigogliosa. Le stelle più calde e più luminose del nostro Sole, invece, pur emettendo fino a dieci volte più radiazione nell’intervallo necessario per una fotosintesi efficace rispetto alle nane rosse, generalmente non vivono abbastanza a lungo per far evolvere la vita complessa e potrebbero emettere dosi di radiazione dannose per gli organismi.

 

La Via Lattea può ospitare la vita al di fuori della Terra?


Sappiamo che i pianeti confermati nella nostra galassia sono migliaia ormai. Tuttavia, i pianeti che sono simili alla Terra e si trovano nella zona abitabile – la regione attorno a una stella in cui la temperatura consente l’esistenza di acqua liquida sulla superficie – sono molti meno.
Se operiamo questa scrematura, rimangono solo una piccola manciata di esopianeti rocciosi e potenzialmente abitabili e, secondo questo studio, quasi nessuno di essi ha le condizioni teoriche per sostenere una biosfera a base di ossigeno simile alla Terra.
Solo uno di questi pianeti si avvicina a ricevere la radiazione stellare necessaria per sostenere una grande biosfera: Kepler-442 b, un pianeta roccioso con una massa circa doppia rispetto alla Terra e orbitante attorno a una nana arancione di classe spettrale K5V posta a circa 1200 anni luce di distanza e visibile nella costellazione della Lira.
Missioni future come il James Webb Space Telescope (JWST), che dovrebbe essere lanciato entro la fine dell’anno, avranno la sensibilità adatta per svelare le caratteristiche di mondi lontani intorno ad altre stelle e gettare nuova luce su ciò che serve a un pianeta per ospitare la vita come la conosciamo.

 

Immagine di copertina: copyright Ph03nix1986 – Wikimedia

Marco Sergio Erculiani

Marco Sergio Erculiani è laureato in Astronomia presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia di Padova e ha conseguito il dottorato in Scienze, Tecnologie e Misurazioni Spaziali presso il CISAS, con una tesi sulla simulazione in laboratorio di ambienti esoplanetari per la ricerca dei segnali di vita al di fuori del nostro Sistema Solare. Autore per numerose riviste scientifiche e blog, si occupa da sempre di divulgazione, e collabora a Bologna con l’Istituto Nazionale di Astrofisica dove supporta il gruppo SETI Italia nella ricerca di biomarker e costruzione di strumentazione tecnologica.

copertina   marzo-aprile 2022

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