Sul numero di settembre della rivista Scientific Reports è stato pubblicato uno studio, svolto da un team multidisciplinare, che rivela la possibilità di trovare grandi quantità di ossigeno prodotto da fattori abiotici, ossia che non hanno vita, nell’atmosfera di pianeti extrasolari. L’atmosfera terrestre contiene ossigeno perché esso è prodotto continuamente dalle piante attraverso il processo di fotosintesi, ed è proprio l’abbondanza di ossigeno che permette agli esseri viventi di prosperare sulla Terra. L’ossigeno è stato quindi sempre considerato un indicatore essenziale per la possibilità di trovare vita sui pianeti extrasolari. Lo studio condotto da Norio Narita, professore del Centro di Astrobiologia del National Institutes of Natural Sciences (NINS), e da Shigeyuki Masaoka, professore dell’Istituto di Scienze Molecolari presso lo stesso istituto, presenta una nuova ipotesi, ovvero che su pianeti extrasolari possano essere presenti grandi quantità di ossigeno di origine non biologica. Questo studio dimostra l’importanza della multidisciplinarietà in questo tipo di indagini, combinando conoscenze provenienti da diversi campi della scienza per supportare l’astrobiologia nella ricerca di vita al di fuori del Sistema solare.
Fino ad ora si era pensato che la presenza di ossigeno su un pianeta dovesse necessariamente derivare dalla presenza di una qualche specie di pianta che lo producesse attraverso il meccanismo di fotosintesi. Pertanto, era stato ipotizzato che durante la ricerca di indizi di vita su pianeti extrasolari abitabili, la presenza di ossigeno nell’atmosfera dovesse essere considerata un indicatore biologico decisivo. È possibile tuttavia che reazioni chimiche non biologiche possano influenzare la composizione atmosferica dei pianeti extrasolari, ed è proprio su questo che si basa lo studio pubblicato su Scientific Reports: il gruppo di ricerca guidato da Norio Narita ha dimostrato che l’ossigeno prodotto dalla reazione fotocatalitica dell’ossido di titanio, noto per essere abbondante sulle superfici dei pianeti rocciosi, dei meteoriti, e della Luna, non può essere ignorato.
Per un pianeta che abbia un ambiente simile al sistema Sole-Terra, la continua reazione fotocatalitica dell’ossido di titanio su una porzione pari allo 0,05% della superficie planetaria potrebbe produrre una quantità di ossigeno pari a quella presente nell’intera atmosfera terrestre. Inoltre, il team ha stimato la quantità di possibile produzione di ossigeno su pianeti abitabili che orbitino intorno ad altre tipologie di stelle madri con differenti masse e temperature. Le loro proiezioni dimostrano che anche nel caso con condizioni di produzione di ossigeno meno efficienti, come quello verificabile vicino ad una stella con una bassa temperatura, la reazione fotocatalitica dell’ossido di titanio sul 3% circa della superficie planetaria potrebbe mantenere lo stesso livello di ossigeno atmosferico del caso precedente attraverso processi abiotici. In altre parole, è possibile che un pianeta extrasolare abitabile possa mantenere un’atmosfera con una ricchezza di ossigeno pari a quella terrestre, anche in assenza di organismi capaci di svolgere la fotosintesi.
L’importanza della multidisciplinarietà dello studio è sottolineata dalle parole di Narita: «Per cercare la vita su pianeti extrasolari attraverso l’osservazione astronomica abbiamo bisogno di unire le conoscenze provenienti da diversi settori scientifici e di promuovere l’astrobiologia per stabilire i segni decisivi della vita. Anche se l’ossigeno è ancora uno dei possibili biomarcatori, è diventato assolutamente necessario cercarne di nuovi».