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Acqua cosmica

 By Michael Belfiore

Acqua fresca e ristoratrice: è la base di tutto ciò che mangiamo e beviamo. Costruiamo case vicino all’acqua e ci trascorriamo le vacanze. Non possiamo vivere senza e, proprio per questo motivo, senza di essa non ci sarebbe nessuna forma di vita sulla Terra, dall’albero più grande al più piccolo organismo unicellulare. L’acqua costituisce oltre la metà del nostro corpo e copre quasi tre quarti della superficie terrestre

Ecco perché, a settembre 2019, i ricercatori hanno accolto con entusiasmo la scoperta dell’acqua su un pianeta distante 110 anni luce, il K2-18 b. “È la prima volta in cui si scopre vapore acqueo nell’atmosfera di un piccolo pianeta in una zona abitabile”, spiega Giovanna Tinetti, direttrice del Centre for Space Exochemistry Data (CSED) dell’University College of London e tra gli scienziati che hanno fatto la scoperta.

Acqua per la vita

In altre parole, il K2-18 b è il primo pianeta simile alla Terra, al di fuori del sistema solare (o esopianeta), che orbita attorno alla sua stella a una distanza che consente l’esistenza di acqua liquida, confermando così di contenere acqua. La scoperta avviene dopo la prima conferma della presenza di acqua su un pianeta extrasolare, in questo caso simile a Giove, da parte di un team guidato dalla Tinetti nel 2007. “La presenza di acqua non garantisce la vita, ma la sua assenza suggerisce che avrebbe difficoltà a esistere”, afferma Elizabeth Tasker, un’astrofisica dell’Agenzia spaziale giapponese, Institute of Space and Astronautical Sciences e autrice di “The Planet Factory”. “La vita, come sappiamo, ha bisogno della presenza di acqua allo stato liquido”, concorda la Tinetti, per la quale K2-18 b è probabilmente solo il primo dei numerosi piccoli pianeti con presenza di acqua che possiamo trovare fuori dal sistema solare. “A quanto pare non è rilevante che abbia esattamente le stesse dimensioni della Terra. Sappiamo che la maggior parte dei pianeti della galassia è tre volte più piccola del raggio della Terra.”
Dobbiamo aspettarci la scoperta della vita extraterrestre? E per quale altro motivo dovrebbe interessarci la presenza di acqua nello spazio?

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Una rappresentazione del sistema planetario intorno al K2-18, che indica le orbite di due esopianeti noti e la zona abitabile della stella; il K2-18 b è ora l'unico esopianeta super terrestre conosciuto per ospitare sia acqua che temperature in grado di sostenere la vita (Exoplanet Exploration Program, JPL/NASA)

Alla scoperta di tracce d’acqua

Per scoprire l’acqua sul K2-18 b, la Tinetti e i suoi colleghi del CSED e un altro team di ricercatori dell’Université de Montréal, del MIT e di altri istituti hanno esaminato i dati del telescopio spaziale Hubble. La luce che risplende o viene riflessa da diverse sostanze produce lunghezze d’onda speciali, chiamate spettri. Questo consente agli osservatori, anche a una grande distanza, di confermare la presenza di tali sostanze. Quando i pianeti distanti passano davanti alle loro stelle dalla prospettiva della Terra, la luce stellare risplende attraverso le loro atmosfere, producendo degli spettri rivelatori. L’analisi spettrografica della luce che attraversa l’atmosfera del K2-18 b ha rivelato la presenza di vapore acqueo al suo interno. La Tasker, che non ha fatto parte di nessuno dei team che hanno trovato l’acqua, ha definito notevole questa scoperta. È tra gli esperti che ritengono che il pianeta probabilmente non ha una superficie abitabile. Il K2-18 b ha otto volte la massa della Terra, il che porta a pensare che potrebbe non avere neppure una superficie rocciosa. Inoltre, orbita attorno a una stella nana rossa. Le nane rosse producono più brillamenti del nostro sole, sterilizzando potenzialmente la superficie dei loro pianeti. Comunque il K2-18 b è forse un’anticipazione di future scoperte simili, spiega la Tasker.

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Il nostro sole ha una temperatura di circa 5800K. Per le stelle più fresche del nostro sole (nana rossa a 3000-4000K) la zona abitabile è più vicina. Per le stelle più calde (nane bianche a 10.000K) la zona è molto più lontana (NASA)

La ricerca continua

Nuovi telescopi, come per esempio il telescopio spaziale James Webb (JWST), il cui lancio è previsto per il 2021, forniranno altri strumenti ancora più potenti a servizio della scoperta dell’acqua e altre tracce di pianeti abitabili. Per quanto riguarda la scoperta di pianeti contenenti acqua con dimensioni analoghe a quelle della Terra, per la Tasker probabilmente occorrerà attendere la prossima generazione di telescopi spaziali. “È un rilevamento arduo, anche per il JWST, perché questi pianeti sono minuscoli. Per un’analisi ottimale della loro composizione dovremo forse attendere il successore del JWST”. E la scoperta della vita? È un altro dei compiti degli strumenti spaziali ancora allo studio. L’obiettivo di Habitable Planet Observatory (HabEx) sarà per esempio quello di catturare le prime immagini dirette di pianeti simili alla Terra in orbita attorno ad altre stelle. Cercherà inoltre non solo tracce di acqua ma anche prodotti di attività biologica come l’ossigeno e l’ozono. La Tasker ritiene che, sebbene sia impossibile prevedere la reazione del mondo alla scoperta della vita in altre parti dell’universo, avrà in ogni caso una vasta portata. “Sono fermamente convinta che gli scienziati e i divulgatori scientifici debbano essere del tutto consapevoli che tale ricerca potrebbe avere un effetto profondo su molte persone”.

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Le proporzioni di K2-18 b rispetto alla Terra e a Giove (guioteca.com)

Più vicino a casa

C’è un altro modo in cui l’acqua in altri mondi potrebbe influenzare la società futura: consentire la creazione di insediamenti nello spazio. Gli astronomi hanno già trovato l’acqua sulla luna, su Marte, sugli asteroidi e altrove nel nostro sistema solare. Ciò significa che i futuri astronauti potranno attingere acqua da fonti locali da destinare al consumo, alla coltivazione e persino alla respirazione, se scissa nei suoi componenti di ossigeno e di idrogeno. Gli astronauti possono convertire l’acqua in idrogeno e ossigeno, e utilizzarli addirittura come combustibile per razzi ad alta potenza. E questo fa dell’acqua proveniente dallo spazio una potenziale preziosa fonte di energia per la futura esplorazione spaziale. Gli esopianeti, vale a dire i pianeti al di fuori del nostro sistema solare come il K2-18 b, sono troppo lontani per essere raggiunti in un futuro imminente, ma sono estremamente affascinanti per scienziati come la Tinetti. A proposito del telescopio spaziale, il cui lancio è previsto verso fine 2020 da parte dell’Agenzia spaziale europea, dice che “le osservazioni di ARIEL [ci] consentiranno di comprendere come i pianeti si formano ed evolvono nella nostra galassia e di collocare i pianeti Terra e il Sole in un contesto galattico più ampio”.
E quando le generazioni future berranno un bel bicchiere di acqua ghiacciata sulla luna, su Marte o nello spazio, dovranno ringraziare di questa scoperta gli astronomi di oggi.

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Michael Belfiore