Quali sono le probabilità di trovare vita extraterrestre nel nostro Sistema Solare? Frank Postberg, professore di scienze planetarie presso la Freie Universität di Berlino, ha pubblicato uno studio sulla rivista Science Advances, insieme a un team internazionale di ricercatori. Lo studio presenta nuove prove del fatto che è più semplice di quanto ipotizzato in precedenza determinare i costituenti dell’oceano nascosto sotto la superficie ghiacciata di Encelado. Postberg ha inoltre contribuito a un secondo studio in cui, insieme a un altro scienziato planetario della Freie Universität, il Dott. Nozair Khawaja, ha dimostrato che alcuni microrganismi potrebbero tollerare le condizioni dell’oceano di Encelado meglio di quanto si pensasse. Tali risultati accrescono la probabilità di trovare tracce di vita sulla luna di Saturno.
Cosa rende Encelado così interessante per la ricerca di vita nello spazio?
Encelado è considerato uno dei luoghi più promettenti per la ricerca di vita extraterrestre nel nostro Sistema Solare. I ricercatori ipotizzano l’esistenza di un oceano globale di acqua liquida sotto la crosta ghiacciata della luna, con un nucleo roccioso situato più in profondità. A causa dell’attività criovulcanica, enormi getti fuoriescono da fratture nella crosta in corrispondenza del polo sud lunare, scagliando particelle di ghiaccio nello spazio per centinaia di chilometri.
La sonda Cassini della NASA ha attraversato più volte questi getti per analizzarne la composizione. L’oceano di Encelado rappresenta l’unico “bacino idrico” extraterrestre di cui gli scienziati abbiano potuto analizzare direttamente dei campioni. Tali campioni hanno rivelato la presenza di vari sali e composti organici. Precedenti analisi effettuate dalla sonda Cassini avevano inoltre indicato la presenza di processi idrotermali sul fondale oceanico e di altre condizioni potenzialmente favorevoli alla vita.
I getti di ghiaccio di Encelado separano e selezionano i componenti dell’oceano
Lo studio di Postberg presenta risultati sorprendenti su ciò che accade all’acqua oceanica durante la sua risalita verso lo spazio. Il team internazionale ha utilizzato i dati della sonda Cassini, esperimenti di laboratorio a lungo termine e modelli teorici per ricostruire il processo. Sulla superficie dell’oceano si formano delle goccioline quando le bolle piene di gas risalgono e scoppiano. Il vapore acqueo trasporta quindi le goccioline attraverso le fratture della crosta ghiacciata fino nello spazio. In precedenza, gli scienziati ritenevano che le goccioline congelassero istantaneamente. I nuovi risultati rivelano invece che congelano lentamente, consentendo alla maggior parte dei componenti (inclusi quelli disciolti) di separarsi l’uno dall’altro. Sali e materiali organici si distribuiscono così in punti diversi all’interno di ogni gocciolina in fase di congelamento. Anche vari tipi di sali precedentemente disciolti si separano; ad esempio, il cloruro di sodio (sale da cucina) si separa dal carbonato di sodio.
Durante la risalita, le goccioline congelate accelerano fino a raggiungere velocità di 1.000km/h. Se urtano le pareti delle fratture nel ghiaccio, si frantumano in frammenti di pochi micrometri prima di essere scagliate nello spazio. Di conseguenza, le particelle di ghiaccio sono spesso costituite da una singola sostanza altamente concentrata e precedentemente separata. “In realtà, Encelado svolge gran parte del lavoro per noi, preparando campioni per l’analisi che, nei laboratori chimici terrestri, richiederebbero un notevole impegno”, afferma Postberg, che ha guidato lo studio. “I costituenti dell’oceano si separano tra loro e, contemporaneamente, si concentrano in singole particelle di ghiaccio”.
Più facile individuare tracce di vita
Questo meccanismo aiuta i ricercatori a caratterizzare l’oceano come un potenziale habitat per la vita. È inoltre particolarmente utile nella ricerca di biofirme, ovvero indicatori misurabili di vita. Se una gocciolina oceanica contenesse componenti derivanti da microbi alieni, tali componenti potrebbero separarsi dagli altri durante il congelamento della gocciolina stessa. Dopo la frammentazione, il materiale microbico potrebbe trovarsi solo in una piccola frazione delle particelle di ghiaccio; in tali particelle, tuttavia, risulterebbe altamente concentrato e relativamente puro. “È un’ottima notizia per la ricerca di vita“, osserva Postberg. “Le future sonde spaziali dovranno analizzare molte singole particelle di ghiaccio presenti nel pennacchio. Tuttavia, qualora ne incontrassero una contenente materiale microbico, potrebbero identificarvi delle biofirme con relativa facilità, utilizzando tecnologie già disponibili”.
La scoperta potrebbe avere importanti implicazioni per le future missioni spaziali dirette su Encelado, come la missione L4 dell’ESA attualmente in fase di pianificazione. Tale missione avrà lo scopo specifico di cercare tracce di vita sulla luna di Saturno. Il laboratorio di Postberg presso la Freie Universität di Berlino ha condotto in precedenza studi di laboratorio dimostrando che strumenti specializzati sono in grado di rilevare materiale cellulare microbico all’interno di singole particelle provenienti dai pennacchi di ghiaccio.
La vita potrebbe davvero esistere su Encelado?
Un recente studio offre nuove prospettive su questo interrogativo. Lo stesso giorno in cui lo studio di Postberg è apparso su Science Advances, alcuni scienziati della Ludwig-Maximilians-Universität di Monaco (LMU) hanno pubblicato un altro articolo sulla stessa rivista. Postberg e Khawaja hanno contribuito allo studio. Gli scienziati hanno riprodotto in laboratorio le condizioni dell’oceano di Encelado. Tale oceano presenta una concentrazione di ossigeno molto bassa, una concentrazione di carbonati molto elevata ed è fortemente alcalino (con valori di pH pari a 10 o 11).
Dopo aver ricreato queste condizioni, inclusa l’interazione idrotermale dell’oceano con il fondale roccioso, hanno introdotto il Methanothermococcus okinawensis nell’ambiente simulato. Questo microrganismo è un archeo metanigeno che sulla Terra vive normalmente in prossimità di sorgenti idrotermali di acque profonde. Per sopravvivere non necessita di ossigeno – elemento raro su Encelado – poiché il suo metabolismo richiede esclusivamente idrogeno e anidride carbonica.
I risultati sono stati sorprendenti: l’organismo non è riuscito a crescere in un terreno di coltura di laboratorio ottimale a un pH così elevato, a causa della mancanza di anidride carbonica disciolta. Al contrario, ha continuato a crescere nel simulante dell’oceano di Encelado, producendo metano grazie all’idrogeno generato dalle reazioni tra acqua e roccia. Nelle condizioni simulate, i microrganismi sono persino riusciti ad adattare il proprio metabolismo alla scarsa disponibilità di anidride carbonica. “È stata davvero una sorpresa per noi”, ha affermato Khawaja. “Non ci aspettavamo un esito così positivo da questo esperimento“.
Nel loro insieme, i due studi pubblicati su Science Advances gettano nuova luce sulla ricerca di vita extraterrestre. “Su Encelado, le specifiche condizioni geochimiche potrebbero consentire il funzionamento di uno dei più antichi sistemi metabolici terrestri noti, anche in ambienti fortemente alcalini”, osserva Postberg. “Sebbene ciò non significhi necessariamente che vi sia vita sulla luna di Saturno, il nostro studio dimostra che, qualora essa esistesse, le future missioni spaziali avrebbero buone probabilità di individuarne tracce analizzando i singoli granelli di ghiaccio provenienti dal pennacchio di Encelado”.