Identificati 5 gas serra che potrebbero essere indizi di un esopianeta terraformato

I cinque gas serra artificiali identificati dall’astrobiologo Edward Schwieterman dell’Università della California di Riverside e dai suoi colleghi sarebbero rilevabili anche a concentrazioni relativamente basse nelle atmosfere degli esopianeti utilizzando il telescopio spaziale James Webb della NASA/ESA/CSA e i futuri telescopi spaziali.

La natura dei cinque gas serra

“Per noi questi gas serra sono dannosi perché non vogliamo aumentare il riscaldamento“, ha detto il dottor Schwieterman: “Ma sarebbero utili per una civiltà che forse volesse prevenire un’imminente era glaciale o terraformare un pianeta altrimenti inabitabile nel proprio sistema, come gli umani hanno proposto per Marte”.

“Poiché non è noto che questi gas serra siano presenti in quantità significative in natura, devono essere prodotti. Trovarli, quindi, sarebbe un segno di forme di vita intelligenti che utilizzano la tecnologia. Tali segni sono chiamati tecnofirme”.

I cinque gas serra individuati dagli esperti vengono utilizzati sulla Terra in applicazioni industriali come la produzione di chip per computer. Includono versioni fluorurate di metano, etano e propano, insieme a gas costituiti da azoto e fluoro o zolfo e fluoro.

Lo studio

Un vantaggio è che sono gas serra incredibilmente efficaci. L’esafluoruro di zolfo, ad esempio, ha un potere riscaldante 23.500 volte superiore a quello dell’anidride carbonica. Una quantità relativamente piccola potrebbe riscaldare un pianeta ghiacciato al punto in cui l’acqua liquida potrebbe persistere sulla sua superficie.

Un altro vantaggio dei gas proposti, è che hanno una vita eccezionalmente lunga e potrebbero persistere in un’atmosfera simile a quella terrestre fino a 50.000 anni: “Non avrebbero bisogno di essere riforniti troppo spesso per mantenere un clima ospitale“, ha spiegato il dottor Schwieterman.

Altri hanno proposto prodotti chimici refrigeranti, come i CFC, come gas tecnologici perché sono quasi esclusivamente artificiali e visibili nell’atmosfera terrestre. Tuttavia, i CFC potrebbero non essere vantaggiosi perché distruggono lo strato di ozono, a differenza dei gas completamente fluorurati discussi nel nuovo documento, che sono chimicamente inerti.

“Se un’altra civiltà avesse un’atmosfera ricca di ossigeno, avrebbe anche uno strato di ozono che vorrebbe proteggere“, ha aggiunto il dottor Schwieterman: “I CFC verrebbero distrutti nello strato di ozono proprio mentre ne catalizzano la distruzione”.

“Poiché si scompongono più facilmente, i CFC hanno anche una vita breve, il che li rende più difficili da rilevare“. Infine, i gas fluorurati devono assorbire la radiazione infrarossa per avere un impatto sul clima.

Tale assorbimento produce una corrispondente firma infrarossa che potrebbe essere rilevabile con i telescopi spaziali. Con le tecnologie attuali o quelle in fase di sviluppo, gli scienziati potrebbero rilevare queste sostanze chimiche in alcuni sistemi esoplanetari vicini.

“Con un’atmosfera come quella terrestre, solo una molecola su un milione potrebbe essere uno di questi gas serra e sarebbe potenzialmente rilevabile. Quella concentrazione di gas sarebbe sufficiente anche per modificare il clima”, ha specificato il dottor Schwieterman.

Per arrivare a questo calcolo, gli astrobiologi hanno simulato un pianeta nel sistema TRAPPIST-1, distante circa 40 anni luce dalla Terra. Hanno scelto questo sistema, che contiene almeno sette pianeti rocciosi, perché è uno dei sistemi planetari più studiati oltre al nostro.

Sebbene non possano quantificare la probabilità di trovare i gas serra artificiali nel prossimo futuro, sono fiduciosi che, se saranno presenti, sarà del tutto possibile rilevarli durante le missioni attualmente pianificate per caratterizzare le atmosfere planetarie.

Conclusioni

“Non avresti bisogno di ulteriori studi per cercare queste tecnofirme, se il tuo telescopio sta già caratterizzando il pianeta per altri motivi”, ha conct il dottor Schwieterman: “E sarebbe incredibilmente sorprendente trovarli“.

A differenza dei sottoprodotti passivi e incidentali dei processi industriali, i gas serra artificiali rappresenterebbero uno lavoro intenzionale per cambiare il clima di un pianeta con gas a lunga vita e a bassa tossicità e avrebbero un basso potenziale di falsi positivi.

Una civiltà extraterrestre potrebbe essere motivata a intraprendere un tale impegno per arrestare uno stato di pericolo previsto sul proprio mondo natale o per terraformare un pianeta terrestre altrimenti inabitabile all’interno del proprio sistema.

Poiché i gas serra artificiali assorbono fortemente nella finestra termica del medio infrarosso delle atmosfere temperate, un pianeta terraformato possiederà logicamente forti caratteristiche di assorbimento di questi gas alle lunghezze d’onda del medio infrarosso (∼ 8–12 μ m), possibilmente accompagnate da caratteristiche diagnostiche nell’infrarosso medio vicino infrarosso.

I gas serra artificiali possono essere facilmente rilevati (o esclusi) durante le normali osservazioni di caratterizzazione planetaria senza costi aggiuntivi.

Il lavoro del team è stato pubblicato sull’Astrophysical Journal.