Non ha senso sulla carta. Plutone è un pianeta nano ghiacciato, un avamposto freddo con un’atmosfera sottile sospesa sul ghiaccio. Titano, la luna di Saturno, è un mondo nebbioso e geologicamente attivo, sepolto sotto un cielo denso, con mari di metano liquido e dune di fanghi organici.
Sono separati da miliardi di miglia. I loro ambienti non potrebbero essere più diversi.
Eppure nascondono lo stesso segreto.
Dati recenti del telescopio spaziale James Webb hanno rivelato una firma infrarossa identica e inspiegabile su entrambi i mondi. Due corpi disparati, che condividono esattamente la stessa impronta chimica. Non possiamo dire di cosa si tratta.
Inseguendo un fantasma spettrale
Il mistero è iniziato con Bruno Bézard all’Osservatorio di Parigi. Stava analizzando le osservazioni di Titano della fine del 2022 quando vide qualcosa di strano. JWST aveva raccolto la luce infrarossa che filtrava attraverso la foschia di Titano. Bézard ha utilizzato la spettroscopia, la tecnica standard per identificare i composti in base alle specifiche lunghezze d’onda della luce che assorbono.
Di solito funziona perfettamente. Ogni molecola lascia un’impronta spettrale unica. Puoi trovare acqua ghiacciata o sostanze organiche complesse in tutto il sistema solare leggendo quelle righe.
Ma questo segnale non corrispondeva alla biblioteca.
Non si è trattato nemmeno di un errore hardware. La stessa caratteristica di assorbimento è stata riscontrata in due strumenti JWST completamente diversi: NIRSpec e MIRI. Se fosse un problema tecnico, non lo replicherebbe in modo coerente.
Quindi Bézard ha fatto quello che fa ogni buon scienziato quando si trova in difficoltà. Ha chiamato il suo collega.
Emmanuel Lellouch stava osservando Plutone. Bézard ha posto la domanda ovvia: Anche tu hai una firma a questa esatta lunghezza d’onda?
Guardarono. L’hanno trovato. Proprio lì sulla superficie di Plutone, esattamente alla stessa lunghezza d’onda infrarossa di Titano.
Non è la vita, ma ci siamo vicini
Mettiamo subito in chiaro una cosa: non ci sono prove che questa molecola misteriosa sia una firma biologica. Nessuno rivendica gli alieni.
Invece, questo probabilmente riflette la chimica prebiotica. Il tipo di reazioni organiche complesse che si verificano nell’ambiente privo di ossigeno di Titano da oltre 4 miliardi di anni.
Uno dei principali sospettati? Allenes.
Si tratta di una famiglia di idrocarburi che presenta forti bande di assorbimento nello stesso intervallo di 5 micron in cui si trova il segnale misterioso. Ma ecco il problema: la famiglia Allene è enorme. Ha molte varianti complesse. Semplicemente non disponiamo ancora di librerie spettrali complete per loro.
“Abbiamo solo spettri per i più semplici”, ha ammesso Bézard. “Ma è possibile che all’interno di questa famiglia si trovino uno o più composti… che presentano una tale caratteristica di assorbimento.”
È anche possibile che la firma appartenga a una molecola conosciuta, ma che si è spostata perché mescolata con altri ghiacci planetari non catalogati. Stiamo osservando un fantasma composito, non un segnale pulito.
Perché deve essere in superficie
Come facciamo a sapere che non fluttua semplicemente nell’atmosfera?
Per Titan, il team ha esaminato la geometria. Hanno scansionato la luna dal centro della sua faccia fino al bordo, o lembo. Il segnale si indebolì costantemente man mano che si avvicinava all’orizzonte.
Questo è esattamente ciò che ti aspetti da un deposito superficiale. Quando guardi il bordo di una sfera, stai guardando attraverso una fetta più spessa di atmosfera. Se il segnale arrivasse dal cielo si comporterebbe diversamente. Infatti, quando il team ha controllato la presenza di monossido di carbonio atmosferico, è rimasto costante dal centro all’arto. Il segnale misterioso no.
Plutone offre prove ancora più convincenti. La sua atmosfera è quasi un vuoto. È troppo sottile, troppo sparso, per creare un effetto di assorbimento così profondo. Semplicemente non c’è abbastanza gas per bloccare così tanta luce. La fonte deve essere il terreno.
Per escludere possibilità casuali, il team ha controllato la luna di Giove Ganimede. Ganimede non ha l’atmosfera di azoto-metano necessaria per questo specifico motore fotochimico. Hanno trovato la molecola lì? No. Sembra esclusivo dell’ambiente celeste di azoto-metano di Titano e Plutone.
La ricetta della neve biologica
Allora, cosa sta succedendo lassù?
Entrambi i corpi hanno atmosfere dominate da azoto e metano. Nei tratti superiori, la luce solare ultravioletta frantuma queste molecole. Ciò innesca una cascata di frammenti altamente reattivi. Si ricompongono in composti organici complessi. Quindi si condensano e nevicano in superficie.
È lì che JWST li rileva.
È un gasdotto dal cielo alla terra. La fotochimica nell’alta atmosfera genera i composti, che poi cadono e si accumulano sulla superficie.
In attesa di verità fondate
Nei prossimi mesi potrebbe arrivare maggiore chiarezza. Il team sta analizzando le più recenti osservazioni JWST mentre Titano ruota. Questi dati aiuteranno a mappare la firma sulla superficie della Luna. Si raggrupperà nei campi di dune? Eviterà i laghi? Sapere dove si trova potrebbe suggerire cosa è.
Ma le risposte vere potrebbero dover aspettare.
La missione Dragonfly della NASA offre la vera speranza. Il lancio di questo velivolo ad ala rotante, grande quanto un’auto, è previsto per il 2028, per arrivare su Titano a metà degli anni 2030. Non trasporterà uno spettrometro a infrarossi. Utilizzerà invece uno spettrometro di massa per “assaggiare” fisicamente le molecole organiche.
Volerà verso vari siti geologicamente interessanti. Ci dirà esattamente quali composti sono presenti sulla superficie. Tale elenco di candidati potrà quindi essere replicato nei laboratori della Terra per vedere se corrispondono alla firma misteriosa di JWST.
Per ora la molecola rimane indefinita. Un fantasma nei dati.
“È sempre emozionante quando scopri qualcosa che non era mai stato visto prima”, ha detto Bézard.
Lo è, certamente. Ma è anche un promemoria di quanto ancora non sappiamo. Il sistema solare tiene le sue carte nascoste. E nonostante tutta la tecnologia che abbiamo costruito, a volte l’universo semplicemente rifiuta di essere etichettato.
