Che cos'è una biosignatura?
Una biosignatura è un processo chimico o fisico che può essere rilevato a distanza e indica la presenza di organismi viventi in una particolare regione. Il concetto viene spesso utilizzato nel campo dell'astrobiologia, che è un ramo della biologia che cerca la vita al di fuori della terra, dell'aria e degli ambienti marini della Terra. La ricerca di un biomarcatore per indicare l'esistenza passata o presente della vita sul pianeta Marte ha guadagnato una crescente attenzione in astrobiologia da quando le missioni US Viking I e II furono inviate lì per cercare la vita tra la metà degli anni '70 e l'inizio degli anni '80, e sonde ad altre regioni del Sistema Solare hanno continuato la ricerca. Il campo ha iniziato ad ampliarsi a partire dal 2011, tuttavia, a causa del fatto che dozzine di pianeti extrasolari sono stati scoperti al di fuori del sistema solare terrestre. Una piccola minoranza di questi pianeti è teoricamente simile alla Terra per dimensioni e struttura, e può avere un'astrofotografia di biosignatura che indica una capacità di sostenere la vita.
La comprensione delle condizioni necessarie per l'abitabilità planetaria da parte di forme di vita almeno primitive come i batteri si è evoluta nel XX e XXI secolo. Questo perché la scienza ha scoperto la biosignatura degli organismi sulla Terra in regioni come le aperture vulcaniche sottomarine profonde che in precedenza si pensava fossero completamente inospitali per tutte le forme di vita. La resistenza di tali organismi a vivere in condizioni assenti di luce e ossigeno, e a livelli estremi di temperatura e pressione, suggeriscono che la biosignatura per la vita su altri mondi possa essere più ampia di quanto precedentemente ipotizzato.
La presenza di acqua liquida è ancora considerata essenziale per l'esistenza di qualsiasi vita al di fuori dei confini della Terra. Mentre un tempo si pensava che l'acqua liquida fosse rara nel Sistema Solare esistente solo sulla Terra stessa, questa visione è cambiata nel 21 ° secolo. Sia Europa che Callisto, lune del pianeta Giove, possono possedere oceani sottomarini di acqua liquida, ed Encelado, che è una luna di Saturno, è ora noto per avere vulcani a base d'acqua che possono supportare anche organismi viventi di base. Anche il Phoenix Mars Lander americano ha trovato prove di ghiaccio a base d'acqua in una regione distante dalle calotte polari su Marte nel 2008, il che potrebbe indicare una biosignatura per l'attività batterica che una volta esisteva o continua a malapena sotto la superficie del pianeta rosso.
Individuare un bioindicatore per mondi distanti è più impegnativo per la scienza attuale a partire dal 2011, poiché trovare i mondi stessi è una sfida. Il focus della ricerca potrebbe iniziare restringendo la gamma dei sistemi stellari a quelli dei nani rossi. Questi sono entrambi i tipi più comuni di stelle, che costituiscono circa il 75% di tutte le stelle nella galassia della Via Lattea, e il tipo più probabile di possedere sistemi planetari che possono essere abitabili a causa della loro età e presenza nella sequenza principale di stelle della galassia .
Le stelle nane di classe M sono significativamente più piccole e più fredde del Sole della Terra in media, quindi i pianeti che li orbitano avrebbero bisogno di atmosfere spesse per catturare più luce dai loro soli genitori rispetto alla Terra. La probabilità suggerisce che, se la vita esiste al di fuori della Terra, sarebbe trovata sui pianeti attorno a nane rosse più probabilmente che altrove. Le classi stellari come F, G e K, che sono più calde e più luminose come il Sole, sono anche relativamente rare rispetto ai nani rossi, quindi la ricerca si sta concentrando sull'esame delle regioni stellari di classe M per pianeti con attività di biosignatura.
Alcuni gas individualmente o insieme sarebbero una chiara biosignatura per la presenza di potenziali forme di vita. Questi gas sarebbero anche vissuti più a lungo in atmosfere su pianeti in orbita attorno a nani rossi, e più facili da rilevare rispetto a pianeti in orbita attorno a stelle più calde. Questi composti di biosignatura includono metano - CH 4 , protossido di azoto - N 2 O, clorometano - CH 3 Cl e ozono sotto forma di O 2 o O 3 .
Il rilevamento di organismi sulla Terra che vivono in ambienti di zolfo vicino a prese d'aria vulcaniche ha anche suggerito che la vita potrebbe prosperare su pianeti anossici che sono a basso contenuto di o totalmente privi di ossigeno. I composti organici di zolfo sarebbero quindi anche un forte indicatore della vita se venissero rilevati in atmosfere extraterrestri, tra cui metanethiolo - CH 3 SH e disolfuro di carbonio - CS 2 . La presenza di composti a base di zolfo rifletterebbe le teorie della biosignatura sulla prima vita sulla Terra che esistevano prima che l'ossigeno fosse diffuso ed era una condizione vivente dominante sulla Terra per almeno 1.500.000.000 di anni.