Rappresentazione artistica delle molecole di fosfina nell’atmosfera di Venere (Crediti: ESO/M. Kornmesser/L. Calçada & NASA/JPL/Caltech)
Così, la scoperta della presenza di notevoli quantità di fosfina nell’atmosfera di Venere è stata annunciata con grande enfasi in una conferenza stampa dalla Royal Astronomical Society, avvenuta a seguito della pubblicazione di un articolo scientifico sulla rivista Nature Astronomy. L’enfasi è dovuta al fatto che questa scoperta potrebbe essere il primo segnale mai osservato della presenza di attività biologica su un altro pianeta. Mancano però ancora diversi tasselli per poter confermare che si tratti davvero di un "segnale di vita" e le osservazioni dei prossimi anni saranno in questo senso decisive. Come sempre, nel mondo della ricerca, l’unica certezza che abbiamo è quella di avere dei dubbi. Quindi nel dubbio meglio controllare; e, prima ancora, cercare di capire a fondo di cosa si tratta.
Che cos'è la fosfina?
La fosfina è una molecola formata da un atomo di fosforo e tre di idrogeno. Per quanto ne sappiamo, sulla Terra ci sono due modi per produrla: la creiamo in laboratorio oppure la producono dei microorganismi che non hanno bisogno di ossigeno per la loro respirazione. In passato la fosfina è stata osservata anche su Giove e Saturno, che sono due pianeti gassosi: nel loro caso la pressione e la densità nelle profondità dell'atmosfera possono creare le condizioni per la produzione della molecole, che grazie ai moti convettivi risale poi negli strati alti dell’atmosfera, dove noi riusciamo a misurarla. Per queste ragioni di natura fisica, la scoperta della fosfina su Giove e Saturno non ha rappresentato una grande sorpresa. A differenza di Giove e Saturno però, Venere è un pianeta roccioso: visto che le condizioni di pressione e densità dell'atmosfera venusiana non lo consentono - e non ci sono su Venere laboratori che producono fosfina - sembrerebbe restare in piedi solo l’ipotesi della presenza di microorganismi che sopravvivono senza aver bisogno di ossigeno. Questo è almeno quello che sappiamo oggi.Come è stata rilevata la fosfina su Venere?
La fosfina trovata su Venere è stata osservata con il James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) e con il complesso di radiotelescopi di ALMA. JCMT e ALMA sono entrambi osservatori che studiano luce con lunghezza d’onda più piccola del millimetro. La fosfina misurata è stata osservata grazie a una caratteristica: una particolare riga spettrale di assorbimento. Ecco come funziona:- ALMA e JCMT studiano la luce del Sole che Venere riflette;
- ci aspettiamo che ALMA e JCMT osservino una certa quantità di luce a tutte le lunghezze d’onda del loro spettro di osservazione;
- se c’è qualche molecola nell’atmosfera di Venere che assorbe parte della luce a una certa lunghezza d’onda, allora in corrispondenza di quella lunghezza d’onda vedremo un calo dell’intensità della luce: questo calo si chiama riga spettrale e si può associare a una precisa lunghezza d’onda caratteristica della molecola che assorbe.
Visualizzazione grafica della riga spettrale di assorbimento con cui è stata identificata la fosfina su Venere. La linea bianca rappresenta i dati raccolti da ALMA, la linea grigia i dati raccolti da JCMT. (Crediti: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Greaves et al. & JCMT (East Asian Observatory)
Ogni elemento chimico ha le sue righe spettrali uniche, nel senso che ogni atomo o molecola può essere identificato con il suo spettro.
Per ora è stata misurata una sola riga della fosfina, a una lunghezza d’onda di 1,123 millimetri: sarebbe opportuno trovare altre righe della fosfina, corrispondenti ad altri tipi di assorbimento della luce. In questo modo potremo essere certi di non aver misurato qualche altro elemento.
In realtà, i dati attuali sono abbastanza precisi e gli scienziati sono praticamente certi di aver misurato la fosfina: la misura di altre righe spettrali della fosfina potrebbe però aiutarci a capire che tipo di fenomeni chimici sono in gioco e quindi capire se la presenza della fosfina si può associare davvero alla presenza di microorganismi.
Questo video dell'ESO riassume i risultati della scoperta:
Perché la presenza di fosfina su Venere suscita grande interesse?
Il punto fondamentale della scoperta è la quantità di fosfina osservata nelle nubi di Venere: circa 20 parti per miliardo (cioè 20 particelle di fosfina ogni miliardo di particelle dell’atmosfera venusiana). Si tratta di una quantità difficile da spiegare con la fisica e la chimica che conosciamo; solo una qualche attività biologica sarebbe in grado di produrre simili quantità. Insomma, per quanto clamoroso possa essere, oggi la spiegazione più plausibile è quella della presenza di forme di vita nell’atmosfera di Venere. D'altra parte nulla esclude che ci siano in gioco fenomeni chimici che non conosciamo ancora e che riguardano le reazioni che avvengono nell’atmosfera di Venere.Quali sono le altre ipotesi della presenza di fosfina su Venere?
Nell’articolo pubblicato su Nature Astronomy gli scienziati sono stati molto prudenti e corretti: l’ipotesi biologica deve essere analizzata come qualsiasi altra ipotesi; la presenza di fosfina non vuol dire automaticamente aver trovato segni di vita aliena. La realtà, dal punto di vista scientifico, è che siamo in presenza di un fenomeno fisico-chimico che non riusciamo a spiegare. Vediamo perché. Il collegamento tra la presenza di fosfina nelle nubi di Venere e quella di ipotetici microorganismi deve fare i conti con altri problemi. Infatti l’elevatissima acidità delle nubi di Venere sembrerebbe andare contro l'ipotesi di natura biologica: per quanto ne sappiamo, sulla Terra i batteri che producono fosfina riescono a sopravvivere solo con una bassa concentrazione di acidi. Se escludiamo l’idea dei microorganismi, allora dobbiamo inventarci altri potenziali meccanismi. Si potrebbe pensare ai vulcani, ma in questo caso su Venere sarebbe necessaria un’attività vulcanica circa 200 volte più grande di quella attuale. Un altro problema è capire da dove proviene il fosforo necessario alla formazione della molecola. Una possibilità è che siano presenti su Venere molti fosfati, composti chimici di fosforo e ossigeno. Purtroppo però i dati a disposizione, compresi quelli delle sonde Vega arrivate (per pochissimo) sulla superficie di Venere nel 1985, non sembrano mostrare prove sufficienti per garantire la formazione di grandi quantità di fosfina come quella misurata. Infine, anche la rara presenza di composti contenenti idrogeno — che potrebbero liberare l’idrogeno necessario grazie alla luce ultravioletta proveniente dal Sole — è una conferma del fatto che al momento non conosciamo il meccanismo chimico in grado di produrre la fosfina misurata nell’atmosfera di Venere.
Qui puoi vedere un'intervista ad alcune ricercatrici e alcuni ricercatori del MIT e dell'Università di Cardiff, responsabili della scoperta:
Quali conferme si aspettano in futuro gli scienziati?
Al momento gli scienziati hanno bisogno di altri dati. Per ottenerli bisogna osservare il pianeta con altri strumenti, magari impiegando un telescopio spaziale. Al momento, come abbiamo detto, abbiamo osservato la fosfina solo attraverso una riga spettrale; sarebbe importante poter osservare altre righe spettrali della fosfina per comprendere meglio meglio quali sono le reazioni che avvengono nelle nubi, individuando i canali di formazione della fosfina. L’osservazione decisiva, in grado di togliere qualsiasi dubbio, sarebbe tuttavia quella fornita da una sonda su Venere, perché ci consentirebbe di eseguire misure dirette dalle quali dedurre le cause della formazione della fosfina. immagini in copertina e in homepage: NASA/Jpl
