Nelle nubi la vita extraterrestre ?

Grani di polvere con carica negativa possono svolgere, nelle atmosfere di pianeti extrasolari, un ruolo chiave nella formazione di molecole prebiotiche, necessarie all’origine della vita.

Caricati negativamente grazie agli elettroni assorbiti dal plasma atmosferico nel quale sono immersi, i grani di polvere attraggono un flusso di ioni positivi. L’energia degli ioni che raggiungono, così accelerati, la superficie dei grani di polvere è superiore a quella che si svilupperebbe in un ambiente neutro. Al punto da poter essere sufficiente a superare la soglia necessaria all’attivazione di particolari reazioni chimiche che non sarebbero attuabili tramite un bombardamento ionico e neutro dovuto ad una classica eccitazione termica. Ecco cosa succede.

Molecole prebiotiche o loro precursori possono essere sintetizzati sulla superficie dei grani di polvere che formano le nuvole nelle atmosfere di pianeti extrasolari.

 

È quanto dimostra un lavoro accettato dalla rivista Astrobiology e presente su arXiv a nome di Craig R. Stark,Christiane Helling, Declan A. Diver e Paul B. Rimmer.

Il lavoro analizza l’incremento di energia degli ioni del plasma, e la sua correlazione con la temperatura degli elettroni in esso presenti, nelle atmosfere di oggetti substellari quali i pianeti giganti gassosi. I calcoli mostrano che anche una temperatura degli elettroni relativamente modesta – nell’ordine di un elettronvolt – può bastare per accelerare gli ioni a energie sufficienti a raggiungere la soglia di attivazione necessaria alla formazione di molecole come la formaldeide, l’ammoniaca, l’acido cianidrico e un amminoacido come la glicina.

Come sulla Terra

Queste molecole sono le stesse che hanno rappresentato la scintilla della nascita della vita sulla Terra. L'età del nostro pianeta  è stata stimata dagli scienziati  intorno a 4,6 miliardi di anni. La Terra si sarebbe formata per aggregazione di particelle (teoria dei planitesimi) di dimensioni variabili, della polvere degli asteroidi, in un arco di tempo dell'ordine di milioni di anni.  Verso 3,8 miliardi di anni fa, l'interno della Terra incomincia a solidificare. Circa 3,5 miliardi di anni fa, la temperatura della superficie della Terra doveva essere inferiore ai 900°C.  Attorno vi doveva essere un'atmosfera primitiva ricca di sostanze inorganiche (CH4, CO2, NH3, H2 e vapor acqueo).

 

Questa miscela di molecole  formatasi ed accumulatasi durante i primi miliardi di anni, avrebbe dato origine a sostanze organiche ed al cosiddetto brodo caldo, in cui si svilupparono le molecole base della vita.

 

Il concetto di brodo caldo primordiale è stato proposto per la prima volta negli anni '20 dal biochimico Alexander I. Oparin e dal biologo J.B.S. Haldane.  Tale concetto si basava sull'idea che, nel periodo precedente la comparsa della vita, l'atmosfera primitiva terrestre era priva di  ossigeno libero, e che quindi fosse altamente riducente.  Oparin e Haldane ritennero che un'atmosfera riducente, unita alla presenza di scariche elettriche (che dovevano essere frequenti sotto forma di fulmini sulla Terra neonata) e raggi ultravioletti,  sarebbe stata favorevole per la formazione spontanea di molecole organiche.  Queste ultime avrebbero potuto a loro volta polimerizzare spontaneamente in macromolecole, accumulandosi negli oceani e nei laghi di allora dando origine al brodo primordiale.  Le ipotesi  di Oparin e Haldane furono verificate in laboratorio grazie agli esperimenti di Miller e Fox.

 

Tali esperimenti fatti in condizioni prebiotiche ed in presenza di H2, cioè in condizioni simulanti la Terra primitiva, diedero origine a quasi tutti gli aminoacidi conosciuti insieme a purine, pirimidine, ribosio, nucleosidi e nucleotidi: molecole cioè che costituiscono la struttura delle proteine e degli acidi nucleici. Come conseguenza logica ai risultati di tali esperimenti, si suppone generalmente che la prima cellula si sia formata per aggregazione di macromolecole.

 

Conoscere dagli ultimi studi di Stark, Helling, Declan e Rimmer il percorso esatto di come le molecole prebiotiche o loro precursori possono essere sintetizzate sulla superficie dei grani di polvere che formano le nuvole nelle atmosfere di pianeti extrasolari può aiutarci a capire meglio dove la vita "aliena" può svilupparsi dai primi organismi primitivi fino a forme più evolute.


Bibliografia

Electrostatic activation of prebiotic chemistry in substellar atmospheres“, di Craig R. StarkChristiane HellingDeclan A. Diver Paul B. Rimmer

Bo.Astro.it -Le molecole organiche nella materia interstellare di Francesco Saverio delli Santi

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