La ricetta dell’universo: come lo spazio ha formato i mattoni della vita

La vita ha bisogno di ingredienti. L’universo li produce. Gli scienziati hanno trovato molecole organiche complesse, i costituenti fondamentali della vita, in campioni provenienti dallo spazio. Questo dimostra che il cosmo sintetizza attivamente i mattoni della vita. Mette in discussione la vecchia idea che solo la Terra abbia prodotto queste prime sostanze chimiche.

Ingredienti dallo spazio

Gli scienziati ritengono che la vita sulla Terra sia iniziata da materia non vivente. Questo processo è chiamato abiogenesi. È iniziato con semplici sostanze chimiche che hanno reagito per formare composti organici più complessi. Per molto tempo, i ricercatori si sono interrogati sulle condizioni esatte sulla Terra primordiale che lo hanno reso possibile. Ma nuove ricerche puntano sempre più a un contributo significativo dallo spazio.

Per miliardi di anni, lo spazio ha fornito costantemente materiali alla Terra. Tra questi vi sono asteroidi, comete e piccoli meteoriti. Questi visitatori cosmici trasportavano molte sostanze chimiche diverse. Molti di questi composti sono essenziali per lo sviluppo della vita.

Lo spazio è una fabbrica chimica

Lo spazio è una vasta fabbrica chimica. Regioni fredde e dense tra le stelle, chiamate nubi interstellari, contengono un numero sorprendente di molecole organiche. Queste nubi sono composte principalmente da idrogeno ed elio. Contengono anche granelli di polvere, che favoriscono le reazioni chimiche.

Gli astronomi usano radiotelescopi per rilevare segnali radio unici emessi da queste molecole. Il dottor Anthony Remijan, astrofisico e ricercatore presso il NASA Goddard Space Flight Center, studia la chimica spaziale. Il suo lavoro rivela la presenza di amminoacidi, zuccheri e persino nucleobasi nelle nebulose. Queste sono le parti fondamentali di proteine, RNA e DNA.

La radiazione ultravioletta e i raggi cosmici innescano molte di queste reazioni. Forniscono l’energia necessaria per rompere i vecchi legami chimici e formarne di nuovi. Nel corso di milioni di anni, questi processi creano molecole complesse. Questa complessità chimica è diffusa in tutta la galassia.

Come comete, asteroidi e polvere trasportano i materiali

Una volta formate nello spazio interstellare, queste molecole organiche vengono incorporate nei nuovi sistemi solari. Si raccolgono in dischi vorticosi di gas e polvere, formando comete, asteroidi e particelle di polvere. Sono poi questi oggetti a trasportarli. Trasportano questi composti attraverso vaste distanze cosmiche.

Le nebulose sono vaste nubi interstellari di gas e polvere, spesso chiamate 'fabbriche chimiche cosmiche', dove gli scienziati hanno scoperto molecole organiche complesse essenziali per la vita. Questi splendidi vivai celesti sono il luogo in cui l'universo sintetizza attivamente i mattoni della vita, mettendo in discussione la vecchia idea che solo la Terra abbia prodotto queste prime sostanze chimiche. (Fonte: astrobiology.com)

Il meteorite di Murchison, caduto in Australia nel 1969, lo dimostra direttamente. Scienziati della NASA, tra cui il dottor George Cooper, lo hanno analizzato. Hanno trovato oltre 100 diversi amminoacidi. Molti di questi amminoacidi sono rari sulla Terra, a conferma della loro origine spaziale. Il meteorite conteneva anche nucleobasi e altri composti azotati.

La missione Stardust della NASA ha riportato campioni dalla Cometa Wild 2 nel 2006. Scienziati dell’Università della California, Berkeley, e di altre istituzioni li hanno studiati. Hanno identificato la glicina, un semplice amminoacido, e altre molecole organiche complesse. Questo ha dimostrato che anche le comete contengono i mattoni della vita. La missione Rosetta dell’Agenzia Spaziale Europea alla Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko ha fatto scoperte simili. Il suo lander Philae ha rilevato molti composti di carbonio e azoto.

La Terra primordiale ha ricevuto un impulso cosmico

La Terra primordiale era un luogo caotico. Frequenti impatti di asteroidi e comete hanno caratterizzato l’eone Adeano, oltre quattro miliardi di anni fa. Questi impatti non erano solo distruttivi. Hanno anche portato molta acqua e materiale organico. Questo probabilmente ha reso più ricca la zuppa primordiale della Terra.

Esperimenti classici come l’esperimento di Miller-Urey nel 1952 hanno mostrato come la vita potesse iniziare. Stanley Miller e Harold Urey hanno dimostrato che i fulmini in un’atmosfera terrestre primordiale potevano creare amminoacidi. Tuttavia, ora si mette in discussione il loro modello atmosferico. La presenza di sostanze organiche extraterrestri offre un’altra via, o ne rafforza la validità.

Il dottor Danny Glavin, astrochimico senior presso il NASA Goddard Space Flight Center, lo sottolinea. Afferma che i meteoriti forniscono “un laboratorio naturale” per studiare la chimica prima della vita. Le molecole apportate potrebbero aver avviato o accelerato la formazione della vita. Hanno fornito un vero e proprio corredo chimico, già pronto per l’assemblaggio.

Panspermia: la vita stessa ha viaggiato?

L’idea di panspermia suggerisce che la vita stessa, o le sue spore dormienti, abbia viaggiato attraverso lo spazio. Questo è diverso dal semplice arrivo di sostanze chimiche. Tra i primi sostenitori c’era Svante Arrhenius all’inizio del XX secolo. Egli propose che le spore spinte dalla radiazione potessero viaggiare tra i pianeti.

Le moderne teorie sulla panspermia esaminano meccanismi più plausibili attraverso cui ciò potrebbe accadere. La litopanspermia afferma che i microbi nelle rocce, scagliati via dagli impatti, potrebbero sopravvivere ai viaggi spaziali. Queste rocce potrebbero poi impiantare la vita su altri pianeti al momento dell’impatto. Il meteorite marziano ALH84001, trovato in Antartide, ha avviato questo dibattito nel 1996. Gli scienziati della NASA hanno affermato che conteneva microbi fossilizzati.

La missione Rosetta dell'Agenzia Spaziale Europea ha studiato approfonditamente la Cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko, trovando numerosi composti di carbonio e azoto. Queste scoperte supportano la teoria che le comete abbiano fornito i mattoni essenziali per la vita alla Terra primordiale. (Fonte: eoportal.org)

Queste affermazioni sono ancora molto dibattute. Il dottor David S. McKay, astrobiologo della NASA, ha guidato lo studio iniziale dell’ALH84001. Molte analisi indipendenti da allora hanno individuato altre spiegazioni, non biologiche, per le strutture osservate. Nessuna prova definitiva di vita extraterrestre è stata ancora rinvenuta nei meteoriti. Le condizioni estreme dello spazio, come la radiazione e il vuoto, rendono molto difficile per i microbi sopravvivere a lunghi viaggi.

Domande che potresti avere

D: Qual è la principale differenza tra le origini cosmiche della vita e la panspermia? R: Le origini cosmiche della vita riguardano lo spazio che fornisce i mattoni organici. Queste molecole contribuiscono poi all’inizio della vita sulla Terra. La panspermia afferma che la vita stessa, magari sotto forma di microbi dormienti, ha avuto origine altrove ed è giunta qui.

D: Gli amminoacidi dallo spazio sono gli stessi di quelli sulla Terra? R: Molti amminoacidi extraterrestri sono gli stessi di quelli presenti nelle proteine terrestri. Ma i meteoriti contengono anche più tipi di amminoacidi rispetto a quelli che la vita terrestre utilizza abitualmente. Questo suggerisce che lo spazio ha ospitato una chimica molto più variegata che ha preparato il terreno per la vita.

D: Come fanno gli scienziati a trovare molecole organiche nello spazio? R: Gli astronomi usano grandi radiotelescopi. Essi rilevano segnali radio unici. Diverse molecole emettono o assorbono radiazioni a frequenze speciali. Ciò permette agli scienziati di determinarne la composizione, anche a grandi distanze.

La ricerca continua

La ricerca delle origini cosmiche continua con nuove missioni. La missione OSIRIS-REx della NASA ha recentemente riportato campioni dall’asteroide Bennu. Le prime analisi confermano la presenza di argille contenenti acqua e materiali organici ricchi di carbonio. Questo dimostra ancora una volta il ruolo dell’asteroide come potenziale fonte di ingredienti per la vita.

Il telescopio spaziale James Webb ci offre nuove prospettive sui dischi protoplanetari e sulle nubi interstellari. La sua spettroscopia avanzata rileva molecole organiche complesse con maggiore precisione. Ciò consente di mappare la loro distribuzione e il loro processo di formazione. La dottoressa Ewine van Dishoeck, astrochimica di spicco, usa il JWST per studiare l’acqua e le sostanze organiche attorno alle giovani stelle.

Le future missioni mirano a esplorare mondi oceanici come Europa ed Encelado. Queste lune hanno oceani sotterranei e attività idrotermale. Tali ambienti sono ottimi luoghi per l’inizio della vita al di fuori della Terra. Comprendere l’apporto cosmico alla Terra aiuta gli scienziati a interpretare potenziali segni di vita trovati altrove. L’universo custodisce i segreti della vita. Noi siamo alla loro ricerca.

Il telescopio spaziale James Webb (JWST) è una meraviglia dell'ingegneria, che utilizza la spettroscopia avanzata per rilevare molecole organiche complesse in dischi protoplanetari e nubi interstellari distanti. Le sue capacità a infrarossi consentono agli scienziati di mappare la distribuzione e la formazione di questi cruciali mattoni della vita in tutto il cosmo. (Fonte: svs.gsfc.nasa.gov)

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