Vita extraterrestre? Un nuovo progetto la cercherà nei grani di ghiaccio delle lune di Giove e Saturno
La ricerca sui granelli di ghiaccio provenienti da lune come Encelado ed Europa mostra il potenziale per rilevare segni di vita, aprendo la strada alle prossime missioni spaziali con strumenti di rilevazione avanzati. Gli oceani ghiacciati di alcune lune che orbitano attorno a Saturno e Giove sono considerati candidati principali nella ricerca di vita extraterrestre. Uno studio condotto in laboratorio dall’Università di Washington a Seattle e dalla Freie Universität di Berlino ha dimostrato che singoli granelli di ghiaccio espulsi da questi corpi celesti potrebbero contenere materiale sufficiente affinché gli strumenti destinati alle missioni autunnali possano rilevare segni di vita, se questa esiste.
“Per la prima volta abbiamo dimostrato che anche una minima frazione di materiale cellulare potrebbe essere identificata da uno spettrometro di massa a bordo di una navicella spaziale”, ha affermato l’autore principale Fabian Klenner, ricercatore post-dottorato in Scienze della Terra e dello Spazio presso l’Università di Washington. “I nostri risultati ci danno maggiore fiducia nel fatto che, utilizzando i prossimi strumenti, saremo in grado di rilevare forme di vita simili a quelle terrestri, che riteniamo possano essere presenti su lune oceaniche”.
La ricerca, pubblicata il 22 marzo su Science Advances, ha coinvolto anche autori provenienti da The Open University nel Regno Unito, dal Jet Propulsion Laboratory della NASA, dall’Università del Colorado a Boulder e dall’Università di Lipsia.
La missione Cassini, terminata nel 2017, ha scoperto crepe parallele vicino al polo sud della luna di Saturno Encelado. Da queste crepe emergono pennacchi contenenti gas e granelli di ghiaccio. La missione Europa Clipper della NASA, in programma per ottobre, porterà strumenti più avanzati per esplorare in modo ancora più dettagliato una luna ghiacciata di Giove, Europa.
Per prepararsi a questa missione, i ricercatori stanno studiando cosa potrebbero trovare questa nuova generazione di strumenti. È tecnicamente proibitivo simulare direttamente granelli di ghiaccio che volano nello spazio a 4-6 chilometri al secondo per colpire uno strumento di osservazione, come sarà effettivamente la velocità di collisione. Invece, gli autori hanno utilizzato un’impostazione sperimentale che invia un sottile fascio di acqua liquida in un vuoto, dove si disintegra in goccioline. Hanno poi utilizzato un fascio laser per eccitare le goccioline e l’analisi spettrale di massa per simulare ciò che gli strumenti sulla sonda spaziale rileveranno.
I risultati pubblicati mostrano che gli strumenti destinati alle future missioni, come l’analizzatore di polvere superficiale a bordo di Europa Clipper, possono rilevare materiale cellulare in uno su centinaia di migliaia di granelli di ghiaccio.
Lo studio si è concentrato su Sphingopyxis alaskensis, un batterio comune nelle acque dell’Alaska. Mentre molti studi utilizzano il batterio Escherichia coli come organismo modello, questo organismo unicellulare è molto più piccolo, vive in ambienti freddi e può sopravvivere con pochi nutrienti. Tutte queste caratteristiche lo rendono un candidato migliore per la vita potenziale sulle lune ghiacciate di Saturno o Giove.
“Questi batteri sono estremamente piccoli, quindi in teoria sono in grado di adattarsi ai granelli di ghiaccio che vengono emessi da un mondo oceanico come Encelado o Europa”, ha detto Klenner.
I risultati mostrano che gli strumenti possono rilevare questo batterio, o parti di esso, in un singolo granello di ghiaccio. Molecole diverse finiscono in granelli di ghiaccio diversi. La nuova ricerca mostra che analizzare singoli granelli di ghiaccio, dove il materiale biologico può essere concentrato, è più efficace che fare una media su un campione più grande contenente miliardi di singoli granelli.
Un recente studio condotto dagli stessi ricercatori ha mostrato prove di fosfato su Encelado. Questo corpo celeste sembra ora contenere energia, acqua, fosfato, altri sali e materiale organico a base di carbonio, rendendolo sempre più probabile che possa sostenere forme di vita simili a quelle trovate sulla Terra.
Gli autori ipotizzano che se le cellule batteriche sono racchiuse in una membrana lipidica, come quelle sulla Terra, allora formerebbero anche una pellicola sulla superficie dell’oceano. Sulla Terra, la schiuma oceanica è una parte fondamentale dello spruzzo marino che contribuisce all’odore dell’oceano. Su una luna ghiacciata dove l’oceano è collegato alla superficie (ad esempio, attraverso crepe nel guscio di ghiaccio), il vuoto dello spazio esterno farebbe bollire questo oceano sotterraneo. Le bolle di gas salgono attraverso l’oceano e scoppiando sulla superficie, il materiale cellulare viene incorporato nei granelli di ghiaccio all’interno del pennacchio.
“Descriviamo qui uno scenario plausibile per come le cellule batteriche possono, in teoria, essere incorporate in materiale ghiacciato che si forma dall’acqua liquida su Encelado o Europa e poi viene emesso nello spazio”, ha detto Klenner.
L’analizzatore di polvere superficiale a bordo di Europa Clipper sarà più potente degli strumenti delle missioni passate. Questi e futuri strumenti saranno anche in grado per la prima volta di rilevare ioni con cariche negative, rendendoli più adatti al rilevamento di acidi grassi e lipidi.
“Per me, è ancora più emozionante cercare lipidi o acidi grassi piuttosto che cercare i mattoni del DNA, e il motivo è perché gli acidi grassi sembrano essere più stabili”, ha detto Klenner.
“Con strumentazione adeguata, come l’analizzatore di polvere superficiale sulla sonda spaziale Europa Clipper della NASA, potrebbe essere più facile di quanto pensassimo trovare la vita, o tracce di essa, su lune ghiacciate”, ha detto l’autore principale Frank Postberg, professore di scienze planetarie alla Freie Universität di Berlino. “Se la vita è presente lì, ovviamente, e desidera essere racchiusa in granelli di ghiaccio provenienti da un ambiente come un serbatoio d’acqua sotterraneo”.
La ricerca è stata finanziata dal Consiglio Europeo della Ricerca, dalla NASA e dalla Fondazione Tedesca per la Ricerca (DFG). Altri co-autori sono Janine Bönigk, Maryse Napoleoni, Jon Hillier e Nozair Khawaja della Freie Universität di Berlino; Karen Olsson-Francis della Open University nel Regno Unito; Morgan Cable e Michael Malaska del Jet Propulsion Laboratory della NASA; Sascha Kempf dell’Università del Colorado a Boulder; e Bernd Abel dell’Università di Lipsia.