Nel 2023, nella comunità astronomica è scoppiato un dibattito sulla possibilità che la vita possa esistere su un esopianeta chiamato K2-18b. Tutto è iniziato quando un gruppo di scienziati ha pubblicato un articolo suggerendo che un particolare composto chimico, il dimetil solfuro (DMS), potrebbe esistere nell’atmosfera del pianeta. Non è stato raggiunto un consenso all’epoca, e la conversazione è certamente continuata fino al presente. Molti astronomi si chiedono se la firma del DMS proveniente da K2-18b possa davvero essere considerata attendibile e mettono in dubbio se il DMS sia un indicatore affidabile della presenza di vita. Se così non fosse, forse la discussione sull’abitabilità di K2-18b sarebbe, più o meno, inutile. Ora, nuove ricerche sollevano importanti domande sullo studio originale di K2-18b e, in effetti, le risposte potrebbero avere notevoli implicazioni per la ricerca della vita oltre la Terra nel suo complesso. Gli scienziati pensano di aver trovato prove della presenza di DMS su una cometa, il che significa che la vita potrebbe non essere necessaria per la sua creazione, mettendo in dubbio l’uso del composto come indicatore di vita.
In un mondo ideale, i ricercatori potrebbero cercare la vita sugli esopianeti inviando navicelle spaziali o astronauti sulla superficie di questi mondi per cercare molecole che sono prodotte solo dalla vita, ha spiegato Edward Schwieterman, un astrobiologo dell’Università della California a Riverside, che non è associato alle scoperte originali sul DMS. I ricercatori potrebbero dispiegare una sonda per cercare cose come RNA, DNA e altre biomolecole che sappiamo essere connesse alla vita (come la conosciamo, ovviamente) e potrebbero usare le loro scoperte come prove di attività extraterrestre. Tuttavia, ci sono alcune grandi sfide che ostacolano questa strategia. Per prima cosa, è immensamente dispendioso in termini di tempo e costi inviare navicelle spaziali su altri pianeti del sistema solare, per non parlare di quelli oltre. Senza raccogliere campioni dalla superficie di un pianeta, non abbiamo ancora la tecnologia per identificare specifiche molecole biologiche con facilità. “Molecole come il DNA semplicemente non possono accumularsi nell’atmosfera di un esopianeta in un modo che possa essere identificabile da telescopi basati nello spazio o a terra,” ha detto Schwieterman a Space.com.
Gli scienziati sono quindi lasciati a cercare segni di vita oltre la Terra usando ciò che i telescopi possono effettivamente vedere: gli spettri di luce. Gli astronomi possono raccogliere informazioni sulle lunghezze d’onda della luce che attraversano e vengono bloccate dall’atmosfera di un pianeta e, basandosi su varie proprietà di queste lunghezze d’onda, fare ipotesi educate sulla composizione dell’atmosfera stessa. Questi dati “possono spesso avere molteplici interpretazioni diverse, quindi è davvero, davvero complicato,” ha detto Joanna Barstow, una scienziata planetaria della Open University, a Space.com.
Lo spettro di K2-18b, ottenuto con il NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) e il NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) di Webb, mostra un’abbondanza di metano e anidride carbonica nell’atmosfera dell’esopianeta, così come una possibile rilevazione di una molecola chiamata dimetil solfuro (DMS). La rilevazione di metano e anidride carbonica, e la carenza di ammoniaca, sono coerenti con la presenza di un oceano sotto un’atmosfera ricca di idrogeno in K2-18b. K2-18b, 8,6 volte più massiccio della Terra, orbita attorno alla stella nana fredda K2-18 nella zona abitabile e si trova a 120 anni luce dalla Terra.
I ricercatori hanno davvero rilevato il DMS? Un composto chimico trovato nell’atmosfera di un esopianeta che porta i ricercatori a credere che il pianeta possa ospitare vita è chiamato biosignatura. Sulla Terra, il DMS è prodotto principalmente da batteri e fitoplancton negli oceani, quindi molti astrobiologi lo considerano una biosignatura. Ecco perché è stata una sorpresa per Nikku Madhusudhan, un astrofisico dell’Università di Cambridge e autore principale dell’articolo che ha scatenato il dibattito su K2-18b, quando il suo team ha scoperto segni di DMS nell’atmosfera del pianeta. K2-18b orbita attorno a una stella a oltre 700 trilioni di miglia dalla Terra ed è considerato potenzialmente abitabile a causa della quantità di luce stellare che riceve; c’è anche la speculazione che esista vapore acqueo nella sua atmosfera. Inoltre, Madhusudhan e alcuni altri astronomi sospettano che l’esopianeta abbia temperature miti e un oceano liquido, entrambi fattori cruciali per la vita come la conosciamo sulla Terra. La scoperta del DMS da parte del team di Madhusudhan sembrava quindi solo rafforzare il caso per la vita su K2-18b. “È una prova debole,” ha detto a Space.com, ma “se si scopre che è effettivamente vero che c’è DMS, allora è una grande cosa.”
Ma alcuni scienziati non accettano che ciò che Madhusudhan ha trovato attorno a K2-18b fosse davvero DMS. “Non credo che abbiamo ancora prove convincenti della presenza di DMS nell’atmosfera di K2-18b,” ha detto Schwieterman, attribuendo il suo sospetto alla bassa fiducia statistica della nuova pubblicazione. Quando altri ricercatori affermano di aver rilevato una biosignatura, considera due fattori prima di fidarsi di loro. Innanzitutto, conferma che il segnale rilevato sia reale, che gli osservatori abbiano effettivamente trovato la molecola che dicono di aver trovato. Poi, si assicura che le persone attribuiscano la creazione di quella molecola alla fonte corretta, in questo caso, a una forma di vita. Schwieterman e molti altri astronomi credono che la rilevazione del DMS da parte di Madhusudhan non superi entrambi i passaggi di verifica. Ryan MacDonald, un astrofisico dell’Università del Michigan che non è stato coinvolto nella nuova ricerca, ha spiegato di aver trovato firme molecolari a livelli di fiducia simili che “scompaiono completamente” quando gli stessi dati vengono analizzati con modelli diversi. I risultati dell’analisi possono cambiare “a seconda delle finezze di come tratti i dati,” ha detto a Space.com, aggiungendo che “stiamo ancora tutti imparando” come analizzare questo tipo di dati perché la loro qualità è più alta che mai. Avrebbe bisogno di vedere statistiche più forti per essere convinto che il DMS sia realmente presente nell’atmosfera di K2-18b.
Schwieterman ha anche le sue preoccupazioni riguardo all’attribuzione di questa firma al DMS. Ha spiegato che il modo specifico in cui il DMS interagisce con la luce può produrre segnali simili a quelli di alcuni altri gas, come il metano, o segnali che non rappresentano nulla. “Sarebbe facile attribuire una firma al DMS che è in realtà il risultato di un altro gas o di una fonte di rumore,” ha detto. “Quello che vorremmo è molti più dati per confermare la nostra attribuzione del DMS a quella misurazione.” Madhusudhan ha difeso la decisione del suo team di riportare ciò che hanno trovato, anche a un livello di fiducia relativamente basso: “Se stai facendo onestamente la tua ricerca e hai trovato il segnale a [questo livello di fiducia], dovresti riportarlo. Che tu lo consideri una prova potenziale o meno è soggettivo in una certa misura… ma dovresti comunque riportarlo.” Alcuni articoli online, tuttavia, sono arrivati al punto di suggerire che il gruppo potrebbe aver trovato vita aliena sul pianeta distante. Anche Madhusudhan è riluttante ad accettare tali conclusioni, anche preliminarmente.
L’esistenza del DMS implica davvero l’esistenza della vita? Oltre alla questione se il DMS sia stato effettivamente rilevato, i ricercatori stanno indagando se la molecola sia un buon indicatore di vita in primo luogo. Il modo migliore per decidere è vedere se ci sono altre spiegazioni per la sua presenza in quantità sufficientemente elevate da essere osservate, ha spiegato Barstow. Ci sono diversi casi in cui gli scienziati hanno trovato modi per produrre altre molecole tradizionalmente considerate biosignature senza l’uso della vita. Nel 2023, ad esempio, i ricercatori hanno trovato un modo per trasformare anidride carbonica ed elio in ossigeno, che è spesso usato come indicatore di vita. Allo stesso modo, nel 1975 i chimici sono stati in grado di produrre DMS in laboratorio usando solfuro di idrogeno, metano ed elettricità, dimostrando che la vita non è necessaria per la sua creazione. (Madhusudhan non pensa che questo processo produrrebbe abbastanza DMS su K2-18b da essere osservabile.) Nel novembre 2024, un gruppo di ricerca separato ha pubblicato prove di firme di DMS provenienti da una cometa. La loro ricerca supporta una nuova idea di produzione di DMS, una che utilizza elementi di base provenienti dallo spazio e che ancora una volta non si basa sulla vita. Nora Hänni, una chimica dell’Università di Berna e principale investigatrice del nuovo studio, ha spiegato come il DMS potrebbe trasferirsi dalle comete ai pianeti. Una cometa potrebbe potenzialmente atterrare su un pianeta e depositare sostanze chimiche nella sua atmosfera, ha detto a Space.com, “quindi potrebbe essere come una navicella spaziale, fondamentalmente.” “Se vuoi rilevare [DMS] in un’atmosfera,” ha aggiunto Hänni, “deve anche sopravvivere alla chimica atmosferica, all’irradiazione… Forse dovresti osservare una potenziale contaminazione subito dopo l’impatto, o dovresti avere molti impatti e un po’ di materiale potrebbe accumularsi.”
Rimangono molte incognite. Le proprietà dell’esopianeta K2-18b e della sua atmosfera sono in gran parte un mistero, quindi non è chiaro quanto a lungo, o anche se, il DMS potrebbe davvero sopravvivere. C’è anche poca informazione su come funzionano le comete al di fuori del nostro sistema solare. Hänni non sta spingendo l’ipotesi che le comete siano responsabili del DMS su K2-18b, ma vuole assicurarsi che questo scenario sia considerato come una possibilità prima che vengano tratte conclusioni sui risultati del DMS. Madhusudhan è scettico riguardo alla teoria delle comete, tuttavia, a causa della quantità di DMS che dice sia necessaria per essere osservabile nell’atmosfera di un esopianeta. “Quanto ne devi consegnare perché sia osservabile in un’atmosfera planetaria? Le comete non cadono ogni ora,” ha detto. Pensa che per spiegare la firma che ha trovato con questo metodo di produzione, il numero di comete che si schiantano su K2-18b e portano con sé il DMS dovrebbe essere irrealisticamente alto.
Chiaramente, c’è ancora molto lavoro da fare prima che ci sia un consenso su se questa firma sia reale e se il DMS sia una biosignatura affidabile. MacDonald ha spiegato che ulteriori osservazioni con telescopi dell’atmosfera di K2-18b da più strumenti sarebbero lo “standard d’oro” per dimostrare se il DMS sia effettivamente presente. E quel lavoro è in corso. “Stiamo ottenendo più osservazioni, altri stanno ottenendo più osservazioni,” ha detto Madhusudhan. “Quindi, nel corso del prossimo anno, vedremo se la molecola è lì o no.”