Una nuova vista del nostro pianeta natale potrebbe aiutare a individuare segni di vita in sistemi solari lontani.

Se gli astronomi osservassero la Terra da un altro sistema solare, potrebbero dire che il nostro pianeta brulica di vita? Esaminando la Terra nello stesso modo in cui guardiamo gli esopianeti - pianeti che orbitano intorno ad altre stelle - potremmo migliorare le nostre possibilità di rilevare organismi alieni su mondi lontani, hanno recentemente suggerito i ricercatori.

Dal 1999, un processo per individuare gli esopianeti, noto come metodo del transito, ha rivelato migliaia di mondi misurando fugaci cali di luminosità delle stelle che i pianeti orbitano. Nessuno sa se questi mondi ospitino o meno la vita, ma se gli scienziati dovessero scrutare la Terra usando il metodo del transito, probabilmente individuerebbero le firme definitive della vita.

Una volta che queste firme sono state identificate dalle osservazioni terrestri, gli esperti potrebbero poi cercare quegli stessi indizi negli esopianeti. Gli scienziati hanno recentemente descritto questo approccio come un concetto di missione chiamato Earth Transit Observer (ETO), presentandolo il 17 marzo al 52° Lunar and Planetary Science Conference 2021, tenutosi virtualmente quest'anno a causa della pandemia COVID-19.

Un'immagine del 2007 dalla sonda STEREO B, costruita da APL, della luna che passa davanti al sole. Un nuovo studio concettuale propone di osservare la Terra in modo simile, per sapere se il metodo del transito può determinare l'abitabilità di un pianeta. (immagine: NASA)

La maggior parte degli esopianeti che conosciamo sono stati trovati attraverso il metodo del transito, secondo la NASA. Potenti telescopi, come il telescopio spaziale Kepler e il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), possono rilevare quando il passaggio di un pianeta orbitante oscura brevemente la luce di una stella, anche per stelle che sono lontane migliaia di anni luce. Gli scienziati possono stimare quanto è grande un pianeta di questo tipo, in base alla quantità di luce che blocca. Possono anche calcolare la dimensione del suo percorso orbitale misurando quanto tempo passa tra gli eventi di oscuramento.

Le dimensioni e la temperatura di una stella ospite, e quanto il pianeta sia vicino o lontano dalla stella, forniscono altri indizi su quanto un esopianeta possa essere ospitale per la vita. I transiti possono anche indicare l'atmosfera di un esopianeta. Durante un transito, la luce di una stella filtra attraverso le molecole atmosferiche, che assorbono determinate frequenze. Il risultato può aiutare i ricercatori a identificare elementi come ossigeno e metano. Tuttavia, tali firme sono in genere così piccole che gli astronomi hanno bisogno di decine di osservazioni di transito per confermare che questi elementi sono presenti.

Tuttavia, altri fattori sul pianeta e la stella possono anche influenzare le letture di molecole atmosferiche. Per esempio, i pianeti sperimentano cambiamenti nelle loro stagioni, modelli meteorologici e correnti oceaniche, mentre l'attività solare - come il flusso e riflusso dei venti solari e la formazione di potenti tempeste solari - è anche altamente variabile. Ognuna di queste condizioni potrebbe modellare il comportamento atmosferico durante diversi transiti, potenzialmente influenzando i rapporti di molecole ed elementi atmosferici, secondo la dichiarazione.

Un'illustrazione del metodo del transito, che può rilevare la presenza di un esopianeta seguendo il cambiamento di luminosità di una stella. (immagine: NASA Ames Research Center)

Trovare "nuove Terre"

Per capire quelle variabili, "devi conoscere le tue stelle e prevedere come sarà il tuo pianeta", ha detto Laura Mayorga, autrice principale di un articolo di prossima pubblicazione sulla proposta di missione in The Planetary Science Journal. 

Questo può essere impegnativo quando sia la stella che l'esopianeta non sono familiari, ha aggiunto.

"È un problema molto difficile", ha detto Mayorga, un astronomo di esopianeti presso il Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory a Laurel, Maryland, nella dichiarazione.

Fortunatamente, gli scienziati hanno già tutte quelle risposte per una coppia pianeta/stella abitata: La Terra e il Sole. Per la missione ETO, un piccolo satellite con attrezzature in grado di rilevare lo spettro luminoso dal vicino violetto al vicino infrarosso guarderebbe la Terra mentre passa davanti al sole. Lo spettrografo controllerebbe la presenza di segni di acqua e anidride carbonica, così come coppie di biosignature - ossigeno e metano, e ozono e metano - che insieme indicano condizioni favorevoli ad ospitare la vita (naturalmente, resta da vedere se tali firme sono solo uniche per la vita sulla Terra).

"La tecnica di transito utilizzata da tale indagine sarebbe la stessa che sarà utilizzata dal James Webb Space Telescope (JWST) per studiare alcune delle migliaia di esopianeti conosciuti in transito sulle loro stelle ospiti", hanno scritto gli scienziati nella presentazione. Il satellite ETO scruterebbe la Terra da una distanza di 930.000 miglia (1,5 milioni di chilometri), circa dove il JWST orbiterà intorno al sole, dopo il suo lancio il 31 ottobre.

Poiché le variabilità del clima sulla Terra e i modelli di attività del nostro sole sono ben noti, gli scienziati possono osservare come influenzano le letture delle molecole atmosferiche, e quindi applicare questo alle osservazioni di "nuove terre", secondo il rapporto. 

"Il sistema solare è l'unico posto dove conosciamo tutte le risposte giuste alle cose. Possiamo testare le nostre tecniche, capire i loro limiti e fare collegamenti tra i risultati", ha detto Mayorga nella dichiarazione. 

"Possiamo poi collegarlo con le osservazioni irrisolte che normalmente facciamo degli esopianeti, e testare il metodo di impilare le osservazioni a basso segnale? Questo è davvero dove vogliamo andare", ha aggiunto Mayorga. 

Gli scienziati hanno intenzione di presentare la proposta ETO al programma Astrophysics Pioneers della NASA nell'autunno del 2021, secondo la dichiarazione. Secondo la NASA questo programma sviluppa missioni di astrofisica che utilizzano attrezzature più piccole e richiedono budget più ridotti rispetto alle missioni del programma Explorers dell'agenzia.