Lo spettrometro di massa Origin. Crediti: University of Bern / Andreas Riedo
La questione se esista o meno la vita al di fuori del nostro pianeta è una delle domande fondamentali dell’umanità. Alcune delle future missioni della Nasa hanno l’obiettivo di esaminare le lune di ghiaccio di Giove e Saturno, che potenzialmente potrebbero essere in grado proteggere la vita negli oceani liquidi al di sotto dello spesso strato di ghiaccio. Tuttavia, reperire tracce di vita al di fuori del nostro pianeta è estremamente impegnativo: sono necessari strumenti altamente sensibili, capaci di effettuare misure al suolo con la massima autonomia possibile e con elevata precisione, a milioni di chilometri dalla Terra e senza il nostro supporto diretto.
Un gruppo internazionale di ricercatori – sotto la guida di Andreas Riedo e Niels Ligterink dell’Università di Berna – ha sviluppato Origin, uno spettrometro di massa in grado di rilevare e identificare la più piccola quantità di tracce di vita. Lo strumento è stato descritto nel dettaglio in un articolo pubblicato di recente sulla rivista Scientific Reports. Niels Ligterink – del Center for Space and Habitability (Csh) – primo autore dello studio internazionale, e Andreas Riedo – co-autore dell’Istituto di fisica dell’Università di Berna – hanno sviluppato lo strumento nei laboratori della divisione di ricerca spaziale e scienze planetarie dell’Istituto di Fisica. Diverse agenzie spaziali internazionali, in particolare la Nasa, hanno già espresso interesse a testare Origin per future missioni.
Sin dalla prima missione Viking, negli anni ’70, l’umanità ha cercato tracce di vita su Marte utilizzando strumenti altamente specializzati, installati su piattaforme di atterraggio e su rover. Nei suoi primi anni, Marte si presume fosse molto simile alla Terra, con un’atmosfera densa e persino acqua liquida. Tuttavia, come spiega Niels Ligterink, Marte ha perso la sua atmosfera protettiva nel corso del tempo: «Di conseguenza, la superficie di Marte è soggetta a elevate radiazioni solari e cosmiche che rendono impossibile la vita sulla superficie». Il rover Curiosity della Nasa sta attualmente esaminando Marte nel dettaglio ma senza aver trovato, almeno fino a oggi, indicazioni concrete di tracce di vita.
Dalla scoperta, da parte delle missioni Cassini e Galileo, degli oceani globali sotto chilometri di strati di ghiaccio su Europa (la luna di Giove) e su Encelado (la luna di Saturno), questi due corpi sono stati sempre più al centro della ricerca di vita extraterrestre. Secondo le attuali conoscenze, gli oceani hanno tutte le proprietà necessarie per l’instaurarsi della vita e per il suo mantenimento a lungo termine. La Nasa prevede di mandare una missione su Europa intorno al 2030 e di effettuare misurazioni al suolo della luna, con l’obiettivo di cercare tracce di vita. «I concetti che sono stati sviluppati appositamente per Marte non possono essere semplicemente applicati ad altri corpi nel nostro Sistema solare perché sono molto diversi. Devono essere progettati nuovi strumenti con maggiore sensibilità e utilizzati sistemi di analisi più semplici e robusti», spiega il coautore Peter Wurz dell’Istituto di Fisica dell’Università di Berna.
Origin è uno di questi nuovi strumenti che supera di gran lunga i precedenti strumenti spaziali in termini di sensibilità alla misurazione. Diverse agenzie spaziali internazionali hanno espresso grande interesse per lo strumento nell’ottica di poterlo usare nelle future missioni. «La Nasa ci ha invitato a partecipare e testare il nostro strumento nell’Artico, un ambiente di test ottimale nel contesto della missione Europa Lander, che dovrebbe partire nel 2025, che ci permetterà di dimostrare le prestazioni di Origin», afferma Andreas Riedo.
Gli amminoacidi sono componenti chiave della vita così come la conosciamo noi, sulla Terra. Trovare certi amminoacidi su superfici extraterrestri, come quella di Europa, consentirebbe di trarre conclusioni sulla una possibile vita. Il principio di misurazione sviluppato dai ricercatori bernesi è semplice: «Degli impulsi laser vengono diretti sulla superficie da esaminare. Nel processo vengono staccate piccole quantità di materiale, la cui composizione chimica viene analizzata da Origin in una seconda fase», spiega Niels Ligterink. «L’aspetto interessante della nostra tecnologia è che non sono necessarie complicate tecniche di preparazione del campione, che potrebbero potenzialmente influenzare il risultato. Questo è stato uno dei maggiori problemi su Marte fino a ora», afferma Riedo. Gli amminoacidi finora analizzati con Origin hanno una specifica impronta chimica che ne consente l’identificazione diretta. «Ad essere onesti, non ci aspettavamo che le nostre prime misurazioni sarebbero già state in grado di identificare gli amminoacidi», aggiunge Niels Ligterink.
La scoperta di tracce di vita passata o presente sui corpi del Sistema solare, al di là della Terra, è di grande importanza per una migliore comprensione dell’esistenza della vita nell’universo e della sua genesi. Andreas Riedo conclude: «La nostra nuova tecnologia di misurazione è un reale miglioramento degli strumenti attualmente utilizzati nelle missioni spaziali. Se verremo coinvolti in una missione futura, con Origin potremmo essere in grado di rispondere a una delle domande più fondamentali dell’umanità: c’è vita nello spazio?».
Per saperne di più:
- Leggi su Scientific Reports l’articolo “ORIGIN: a novel and compact Laser Desorption – Mass Spectrometry system for sensitive in situ detection of amino acids on extraterrestrial surfaces” di Niels F. W. Ligterink, Valentine Grimaudo, Pavel Moreno-García, Rustam Lukmanov, Marek Tulej, Ingo Leya, Robert Lindner, Peter Wurz, Charles S. Cockell, Pascale Ehrenfreund & Andreas Riedo