La rivoluzione di Kepler

D’estate alzate gli occhi al cielo; vedrete una grande croce sopra di voi dominata da una stella luminosa, Deneb. Quella è il Cigno e rappresenta un cigno mentra spicca il volo per sfuggire al Drago, lì accanto a destra.
Ecco, in quella minuscola porzione di spazio, il telescopio spaziale Kepler ci sta regalando migliaia di eccitanti scoperte. l’altro giorno fece scalpore la scoperta di Kepler10b
un pianeta roccioso in orbita a una stella di tipo G, simile al nostro Sole, peccato che con 1600 gradi alla superficie questo è più simile ad un girone dell’Inferno dantesco che al Paradiso.

La porzione di cielo esplorata con Kepler è tutto sommato piccola.

La porzione di cielo esplorata con Kepler è tutto sommato piccola.

La porzione di cielo osservata da Kepler è circa 1/400 dell’intera volta celeste, eppure in nemmeno 2 anni dalla sua entrata in servizio, il telescopio spaziale Kepler ha rivoluzionato le nostre conoscenze del cosmo sui pianeti e la loro abbondanza.

Ora non voglio ripetere quanto già detto anche in altri siti sulla scoperta di un sistema planetario multiplo attorno ad una stella -anche questa di tipo G, chiamata Kepler-11, quanto piuttosto sulle peculiari caratteristiche dei sistemi planetari finora scoperti.
Finora sono stati scoperti i sistemi planetari con pianeti in orbita stretta alla loro stella, quindi o molto dentro rispetto all’ecosfera Goldilocks (come nel caso anche di Kepler-10 o Kepler-11) o a stelle minuscole di classe K o M, le nane rosse, dove l’influenza gravitazionale dei pianeti è abbastanza grande da influenzare visibilmente il moto della stella e dove la zona Goldilocks è a ridosso di questa proprio in virtù della scarsa  energia da essa irradiata.
Tutti questi pianeti hanno una cosa in comune che non è la loro composizione o massa o dimensione: la loro distanza dalla stella del sistema.

Una fotometria di Kepler che mostra il transito di HAT-P-7b.    Credit: NASA

Il metodo dei transiti richiede un certo numero di passaggi (almeno tre)  per poter determinare con sufficiente sicurezza l’avvenuto transito di un pianeta attorno ad una stella. Questo serve ad escludere che la variazione di luce non sia casuale, dovuta magari a un eccezionale brillamento o a una instabilità intrinseca nella stella.
Una analisi sofisticata della curva di luce poi aiuta a determinare il transito di uno o più pianeti,  ma i dati finora raccolti e analizzati coprono solo i transiti di breve periodo, quindi orbite molto più piccole rispetto a quelle che un pianeta di massa simile alla Terra dovrebbe avere se fosse dentro alla fascia Goldilocks di una stella di tipo G (un pianeta come la Terra a questa distanza dal Sole richiede circa 13 ore per attraversare il disco stellare e si ripete solo ogni anno).
Anche il tipo di segnale che un transito lascia sulla luce della stella è importante: un corpo grande molto vicino alla stella intercetta più luce dello stesso corpo posto ad una distanza molto maggiore: per rendervi conto di questo immaginate di osservare un pipistrello che vola attorno ad un lampione acceso: più questo è vicino al lampione più grande sarà la sua ombra; anche se Kepler è in grado di rivelare una variazione di 1 parte su 10.000 nella luminosità della stella, questa è una misura estremamente piccola da misurare.

Il metodo dei transiti ci dice molto sui  sistemi planetari che riesce a scoprire, ma questo funziona solo finché gli altri sistemi planetari giacciono sulla stessa linea di vista con la stella, basta che il loro piano sia più inclinato che i transiti ovviamente non siano più visibili; ma esiste un altro metodo, quello che finora è stato utilizzato dagli osservatori come ad esempio al  Keck nelle Hawaii o a quello dell’ESO in Cile: il metodo spettrometrico.
Questo sistema si basa sull’oscillazione periodica della stella rispetto al baricentro gravitazionale del sistema stellare: Giove ad esempio imprime al Sole una velocità radiale di 13 m/s intorno al baricentro gravitazionale per un periodo di 12 anni, questo vuol dire che per scoprire un altro Giove alla sua stessa distanza intorno ad un’altra stella come il Sole dovremmo prendere le misure doppler della velocità radiale per un periodo di tempo molto lungo.
Per questo finora sono stati trovati perlopiù sistemi atipici, gioviani caldi, pianeti in orbita stretta o con forti anormalità orbitali etc.
Comunque il 1 febbraio come era stato promesso a suo tempo 1 la missione Kepler ha diffuso i dati ricavati da 156.453 stelle osservate tra il  2 maggio e il  16 settembre 2009 2.  Su questo campione sono stati rivelati 1.235 possibili pianeti, appartenenti a 997 stelle.
Lo 0,64% per ora di stelle pare avere un sistema planetario associato. Un dato che può sembrare non molto incoraggiante, ma i dati finora raccolti comprendono un brevissimo lasso di tempo – appena 3 mesi e mezzo –  e in questo lasso di tempo è possibile determinare solo i sistemi planetari con orbite di cortissimo periodo. Tenendo conto che comunque Kepler vede i sistemi planetari giacenti sullo stesso piano visuale rispetto alla stella, questo è un dato invece del tutto incoraggiante.
Le caratteristiche dei pianeti finora scoperti sono:
Dimensioni Tipo Quantità %
15 -22  rT doppio di Giove 19 1,6%
6 – 15 rT come Giove 165 13,7%
2 –   6  rT come Nettuno 662 55%
1,25 -2 rT super Terra 288 23.9%
< 1,25  rT come Terra 68 5,6%
Addirittura ben 54 di questi pianeti sono all’interno della zona Goldilocks della propria stella, la zona considerata sufficientemente lontana dalla stella da permettere all’acqua di esistere allo stato liquido,  anche se questo dipende molto anche dalla composizione chimica del pianeta e della sua atmosfera.
A questo punto si può solo aspettare che altri dati che coprono una più ampia finestra temporale  siano resi disponibili.
È solo questione di tempo, ma pianeti come la nostra Terra stanno per essere finalmente svelati.

L’ombra di Venere

Credit:Vincent Jacques (Fr) for SpaceWeather.com

Mi dispiace che quasi nessuno abbia partecipato al gioco; in fondo la colpa è anche un po’ mia perché non era affatto facile rispondere.

Gli oggetti astronomici capaci di creare un’ombra sulla Terra sono soltanto tre – anche se chi giura che anche Marte e Giove ne siano capaci: Sole, Luna e Venere.
L’origine dell’ombra proiettata sul muro era il pianeta Venere; infatti la Luna sarebbe sorta solo in tarda mattinata (era Luna Nuova il 4, ricordate l’eclissi di Sole?)
Quella mattina, col cielo limpido e scuro, Venere brillava di magnitudine -4,4, generando così la debolissima ombra del telescopio sul muro.

Relazione tra posizione orbitale e fasi osservabili del pianeta. Credit: UAI

Dopo la massima elongazione orientale (ultimo quarto), quindi di sera, Venere si avvicina alla Terra e diviene di conseguenza più brillante. Il massimo della luminosità si ottiene circa quattro settimane dopo la massima elongazione orientale, nel momento in cui si ottiene un ragionevole compromesso tra  la diminuzione della superficie visibile del pianeta dalla Terra (fase calante), quindi la luce riflessa, e la sua distanza dalla Terra. Dopo la congiunzione inferiore (quando Venere sarà tra la Terra e il Sole) Venere sarà visibile prima dell’alba e il massimo della luminosità sarà raggiunto un mese prima della massima elongazione occidentale (primo quarto).
In quei momenti la luminosità sarà massima (magnitudine visuale -4,4 /-4,5) e in condizioni di cielo buio (quindi senza la Luna visibile e senza inquinamento luminoso) si potrà vedere l’ombra di Venere, che ha anche una particolarità interessante:
visto che Venere è comunque per noi quasi puntiforme rispetto al Sole e alla Luna, la sua ombra, anche se debolissima, avrà i contorni più netti di quella prodotta dagli altri due corpi celesti.

Amminoacidi levogiri nelle condriti

Un esemplare del meteorite Murchison esposto al National Museum of Natural History di Washington. Credit wikipedia

Le CONDRITI CARBONACEE sono piuttosto rare: appena i 4% di tutto il materiale meteorico che cade sulla Terra appartiene a questo tipo che si ritiene di natura cometaria. Esse contengono acqua e tracce di materiale organico, compresi spesso anche gli amminoacidi. Si pensa che le condriti siano materiale inalterato della nebulosa solare originaria.

La mattina del 28 settembre 1969, nei cieli australiani venne avvistato un luminoso bolide che esplose in tre corpi più piccoli. Nei giorni successivi molti di questi frammenti vennero recuperati intorno alla cittadina di Murchinson da cui poi questi frammenti presero il nome. Si ritiene che la meteora sia stata un frammento della cometa periodica Finlay.

Credit: wikipedia

CHIRALITÀ
Si chiama chirale la molecola che può esistere con entrambe le forme speculari che non sono sovrapponibili nello spazio tra loro, come ad esempio le due mani di un individuo o anche le sue scarpe. Il RACEMO è quando le proporzioni di entrambe le forme chirali di una molecola sono presenti in parti uguali (1:1) in una miscela.

Le analisi di laboratorio successive identificarono almeno un centinaio di amminoacidi comuni come la glicina, l’alanina e l’acido glutammico, e altri molto rari come l’isovalina all’interno dei frammenti del meteorite, una condrite carbonacea.
All’inizio la presenza in eguale quantità di amminoacidi chirali, detta racemo, fu considerata una prova incontrovertibile – e lo è tutt’ora, dell’origine extraterrestre del materiale organico, in quanto la Vita terrestre può generare ed utilizzare quasi soltanto amminoacidi chirali levogiri.
In seguito apparve che alcuni amminoacidi non erano racemici 1 pur essendo di chiara origine extraterrestre come mostravano anche le analisi isotopiche 2.

Nel marzo del 2009, i ricercatori della NASA’s Goddard Space Flight Center di Greenbelt, nel Maryland, hanno scoperto un eccesso importante di isovalina levogira in alcuni campioni di condriti carbonacee ricche di acqua.
Questa scoperta, fatta attraverso l’uso di un particolare cromatografo a fluorescenza,  potrebbe spiegare perché la Vita sulla Terra prediliga la forma levogira degli amminoacidi, suggerendo che questa peculiarità abbia avuto il suo inizio nello spazio, dove  alcune condizioni chimico-fisiche particolari negli asteroidi abbiano favorito la creazione di amminoacidi levogiri.
Gli impatti meteorici di comete e asteroidi avrebbero successivamente fornito il materiale necessario allo sviluppo della Vita dotato della caratteristica levogira alla Terra 3.

L’ombra misteriosa

 


Nel sud della Francia, la mattina del 12 gennaio, Vincent Jacques ha fotografato quest’ombra del suo telescopio:
“Stavo osservando da un luogo assolutamente senza luci artificiali”, osserva Jacques. “Inoltre, la luna era assente dal cielo mattutino. Era buio e ho registrato l’ombra utilizzando una fotocamera digitale con una serie di esposizioni per 135 secondi a 1600 ISO. “

Il quiz per questo mese è:

qual è la sorgente luminosa che ha proiettato l’ombra nel muro?

  1. La Luna
  2. La Luce Zodiacale
  3. Venere
  4. l’Alba

Come al solito la risposta sarà pubblicata la prossima settimana ….

Kepler 10b

Kepler-10B
Exoplanet Comparison Kepler-10 b.png
confronto Dimensioni di Keplero-10B con la Terra
stella madre
Star Kepler-10
Costellazione Draco
Ascensione retta ( α ) 19 h 02 m 43 s
Declinazione ( δ ) +50 ° 14 ’29 “
magnitudine apparente ( m V ) 10.96
Distanza 564 ± 88 anni luce
(173 ± 27
parsec )
Tipo spettrale G
Massa ( m ) 0,895 ± 0,6 Masse solari
Raggio ( r ) 1,056 ± 0,021 Raggi solari
Temperatura ( T ) 5.627 ± 44 Kelvin
Metallicità [Fe / H] -0,15 ± 0,04
Età 11,9 ± 4,5 miliardi di anni
Caratteristiche fisiche
Massa ( m ) 4,545 Masse terrestri
Raggio ( r ) 1,416 Raggi terrestri
Gravità superficiale ( g ) 22 m / s ²
Densità ( ρ ) 8,8 g cm3
Elementi orbitali
Semiasse maggiore ( uno ) 0,01,684 mila UA
Eccentricità ( e ) 0
Periodo orbitale ( P ) 0.837495 d
Inclinazione ( i ) 84,4 °
Altre informazioni
Data di scoperta 2011-01-10
Scopritori Batalha et al.
Metodo di rilevazione Transito ( Missione Keplero)
Light Curve of Kepler-10b

Curva di luce di Kepler 10b - Credit: NASA

Il 10 gennaio 2011 i responsabili della missione Kepler annunciavano la scoperta del più piccolo pianeta mai individuato fino ad allora fuori  dal Sistema Solare: Kepler -10b.

Kepler-10b orbita attorno alla sua stella in appena 20 ore e dista da essa appena 2,5 milioni di chilometri; Questo fa supporre che a causa delle enormi forze mareali in gioco tra la stella e il pianeta, questo rivolga sempre lo stesso emisfero al suo sole, un po’ come fa la Luna con la Terra.

elementi solidi (in rosso), liquidi (viola), gassosi (verde) a 1600 Kelvin

Il piccolo (si fa per dire, è 4,5 volte più massiccio della Terra)  pianeta non è un posto molto ospitale per viverci; infatti esso ha una temperatura stimata tra i 1400 e i 1600 gradi Kelvin e, come potete vedere dalla tabella che propongo, sono pochi gli elementi ancora solidi con quelle temperature.
Questo dato dà una risposta alla straordinaria densità del pianeta: ben il 60% in più della Terra, infatti la maggior parte dei composti volatili a quelle temperature se n’è volato sicuramente via.

Composition of Kepler-10b

Cedit: NASA

La cosa interessante comunque è l’essere riusciti per la prima volta a percepire l’esistenza di un pianeta di taglia simile alla nostra (quasi 18.000 chilometri di diametro contro i quasi 13.000 della Terra) in orbita ad un’altra stella, per di più simile al nostro Sole (classe G), il che non è un’impresa da poco.

Ma come è stato possibile questa scoperta? Col metodo fotometrico della misurazione della curva di luce durante i transiti 1, e poi confermati con lo  strumento HIRES al WM Keck Observatory con i dati della sonda Kepler 2.

Carta del cielo di Kepler-10

Kepler-10 è una stella nella costellazione del Draco , a 560 anni luce di distanza dal nostro Sistema Solare. L’età della stella è stimata in circa 11,9 miliardi di anni , ovvero 2,5 volte quella del Sole a cui per il resto assomiglia  per dimensioni e metallicità.
L’età avanzata della stella quindi potrebbe lasciare a mio avviso aperta l’ipotesi che il pianeta potrebbe essersi formato più all’esterno e poi essersi spinto così vicino alla stella per l’effetto del decadimento orbitale; ma queste sono solo mie ipotesi che non posso verificare.

Dimenticavo: forse c’è anche Kepler-10c, ma questo non è stato confermato nè smentito: boh?

OGC Osservatorio Giuseppe Conzo

Ospito volentieri questo articolo che mostra come l’iniziativa privata e l’amore per la ricerca possono coesistere felicemente anche in questo Paese.

OSSERVATORIO ASTRONOMICO PRIVATO NASCE NEL LAZIO A RIDOSSO DEL FIUME GARIGLIANO

Scorcio di Minturno (LT) con la Luna ripresa in osservatorio dal nostro ospite Domenico Sgammato presente alla serata osservativa del 29 ottobre 2010

Una nuova finestra sull’Universo si apre nella regione Lazio in una località di mare a ridosso del fiume Garigliano. A Scauri nasce l’Osservatorio Astronomico Giuseppe Conzo (OGC) che svolge attività di osservazione visuale e, in futuro svolgerà attività di astrofotografia e ricerca pianeti extrasolari. Lo scopo dell’esistenza di tale postazione è sia quello di studiare la volta celeste e di capirne i complessi meccanismi, sia di divulgazione dell’Astronomia.

La struttura, situata a 50 metri dal mare sotto un cielo limpido che nelle migliori serate mostra la Via Lattea ad occhio nudo, è dotata di un primo telescopio adatto per osservazioni visuali. Il telescopio in oggetto è un Dobson con specchio primario da 30 cm di diametro, lunghezza focale 1524 e rapporto f5.

Particolare del telescopio OGC con Luna – Dobson Meade Lightbridge Deluxe 12”

Il setup attualmente presente in OGC è il seguente:

  • Oculare SWA 28mm Meade 2”;
  • Oculare SWA 16mm Meade 1.25”;
  • Oculare Hyperion 5mm Beader Planetarium 1.25”;
  • Lente di Barlow Televue 2x 1.25”;
  • Filtro Skyglow Beader 2”;
  • Filtro Profi-OIII Astronomik 1.25”;
  • Polarizzatore variabile colore neutro 1.25”

Il secondo telescopio (in progetto) servirà per fotografia digitale e rilevazione transiti di pianeti extrasolari. La struttura dell’osservatorio è dotata anche di una piccola parte allestita che espone campioni di meteoriti pervenuti sulla Terra di svariato genere.

Meteorite GAO_GUENIE pervenuto in OGC

In OGC si svolgono periodicamente (una volta al mese salvo casi particolari o condizioni metereologi che avverse) serate osservative pubbliche aperte a tutti, alle quali è possibile partecipare a seguito previa prenotazione.

Per tutte le altre info visitare il sito: www.ogcweb.org

Giuseppe Conzo
segreteria@ogcweb.org

Un Sole … macchiato

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Questa qui accanto è l’immagine genitrice di quella qui sopra. Attraverso una elaborazione grafica dell’immagine RAW (un formato particolare che archivia i dati grezzi ripresi dal sensore CCD della fotocamera senza alcun algoritmo di compressione) ad alta risoluzione, ho potuto tirar fuori da questa ripresa due particolari altrimenti poco o nulla visibili: i gruppi di macchie solari  n° 1140 e n° 1142.
Come risoluzione non c’è male, considerando la modestissima attrezzatura con cui è stata scattata, e per questo fonte per me di maggiore soddisfazione.

Come potete vedere, la strumentazione non era sofisticata, una fotocamera con un teleobiettivo entry level, e un filtro solare in Astrosolar  (il Coso) autocostruito.

Innanzitutto mi sono basato per la messa a fuoco manuale all’immagine riprodotta sul più agevole schermo del portatile piuttosto che alla ridotta figura data dal dorso della fotocamera, usando anche l’ingrandimento software per una più precisa messa a fuoco.
Poi ho cercato di ridurre il più possibile la luminosità del disco solare riducendo i tempi e lasciando il più aperto possibile il diaframma. Infatti pur avendo già un’immagine molto intensa del Sole, ho cercato così di non abbagliare il sensore e di raccogliere i dettagli più fini.
Il resto l’hanno fatto i software di fotoritocco che mi hanno consentito di arrivare  a questo risultato lavorando sulle curve di luce.

Il Coso montato sul teleobiettivo

Il Sole ha un diametro di 400 pixel sull’immagine non elaborata,  ciò significa che il più piccolo particolare percepito dal sensore è di circa 3500 km (diametro del disco solare /  pixel immagine == 1 391 000 km / 400).
Poi ingrandendo e rinforzando i colori non ho aumentato la risoluzione, ma ho esaltato quello che era stato ripreso: così vedo che la 1140 e più di 30 000 chilometri (anche perché è vicina al bordo e non perpendicolare alla linea visuale) e il gruppo di macchie 1142 è molto più grande: circa 70 000 chilometri (essendo molto più vicina al centro dell’astro la misura è più corrispondente al dato reale).
In confronto la nostra Terra con i suoi 12 700 e rotti chilometri di diametro è veramente poca cosa.

Materia pre-biotica nelle meteoriti (II parte)

Continuazione…

di Giuseppe Galletta, Dipartimento di Astronomia-Università degli Studi di Padova

Naturalmente le meteoriti arrivano sulla Terra dopo un viaggio nello spazio che può durare anche migliaia di anni. Esse possono provenire da corpi rocciosi come gli asteroidi, o da rimbalzi di frammenti lanciati via nello spazio dalla superficie di pianeti come Marte o la Luna. Le meteoriti contenenti ferro o minerali vulcanici in genere provengono dallo sbriciolamento di oggetti più grandi e hanno subito già una trasformazione dovuta al calore. L’impatto o la nascita in un vulcano hanno riscaldato così tanto il materiale da distruggere tutte le sostanze organiche e lasciando solo i minerali non volatili, che resistono ad alte temperature. Però esiste una categoria di meteoriti, le condriti carbonacee, che possiedono una percentuale fino al 20% circa di acqua e composti organici. La presenza di queste sostanze, che non resisterebbero a temperature superiori a 200 °C, indica che queste meteoriti sono ancora simili al materiale che si è condensato all’origine del Sistema Solare dalla grande nube che ha formato il Sole e i pianeti.

Missione Deep impact sulla cometa Tempel 1, 4 luglio 2005. Cortesia NASA.

Alcune condriti carbonacee come le meteoriti trovate a Murchison, Murray e Nagoya hanno mostrato già alla fine degli anni sessanta di avere al loro interno degli amminoacidi in quantità corrispondente a 15 ppm  (15 microgrammi per ogni grammo di materiale meteoritico). Il Murchison si è rivelato come una vera miniera di sostanze simili a quelle biologiche. Nel suo interno, gli autori che l’hanno studiato per anni hanno trovato 74 amminoacidi con un’abbondanza che arrivava anche a 60 ppm. Otto di questi sono uguali a  quelli che costituiscono le proteine biologiche (alanina, glicina, valina, leucina, isoleucina, prolina, acido aspartico e acido glutammico), 11 sono meno comuni e i rimanenti 55 non esistono negli esseri viventi sulla Terra. La struttura molecolare degli amminoacidi meteoritici è diversa da quelli biologici, sia per la tendenza a formare strutture ramificate piuttosto che lineari, sia per la presenza di molecole con simmetrie diverse e gruppi di atomi azotati legati in punti diversi dell’amminoacido (detti a,b,g). Nella biologia terrestre gli amminoacidi hanno sempre un’unica simmetria, denominata L, mentre quelli meteoritici hanno sia L che D. Inoltre, in alcuni di essi gli atomi di idrogeno, carbonio o azoto sono sostituiti dai loro isotopi più pesanti: il deuterio al posto dell’idrogeno, il 13C al posto del 12C e l’15N invece del 14N. Questi isotopi, nuclei con le stesse proprietà chimiche ma un neutrone in più, sono normalmente presenti nello spazio ma nella biologia terrestre al loro posto vengono selezionati gli atomi più leggeri, che nelle reazioni richiedono un minor dispendio di energia.

I mattoni della vita. Cortesia: Giuseppe Galletta.

Esistono però delle critiche a queste conclusioni sulla presenza nello spazio di amminoacidi e basi azotate, come sempre avviene quando la scienza tratta problemi che riguardano la vita. In genere una meteorite viene scoperta molto tempo dopo essere caduta sulle Terra, e manipolata da esseri umani dopo essere stata esposta alle intemperie. I batteri presenti nell’aria e nel suolo, e più in generale l’enorme varietà di sostanze depositate sul terreno dalle forme di vita terrestri, potrebbero aver contaminato i minerali depositandosi anche all’interno attraverso piccole fessure. Se così fosse, allora le sostanze trovate potrebbero derivare dalla biologia o dalla chimica terrestre. Riuscire ad escludere la contaminazione è già un’impresa difficile in un laboratorio biologico; figuriamoci per un oggetto raccolto dal terreno.

Tuttavia le differenze trovate nella struttura e nella simmetria delle molecole meteoritiche farebbero pensare ad un’origine extraterrestre. Come si è detto, la biologia terrestre tende a privilegiare alcune simmetrie e alcuni isotopi, mentre nello spazio questa selezione così speciale operata dagli esseri viventi non è attiva. E inoltre la conoscenza che abbiamo oggi sulla possibilità di generare basi azotate da una sostanza come la formammide, ampiamente presente nello spazio, rende più plausibile anche la scoperta di amminoacidi nelle condriti carbonacee. Un ulteriore supporto alla loro presenza nello spazio è stata fornita nel 2004, quando la sondaStardust della NASA ha riportato a Terra dei campioni di polvere evaporata dalla cometa Wild 2. Analizzandone la composizione i ricercatori hanno trovato anche lì alcuni amminoacidi di origine extraterrestre.

Le molecole intestellari. Cortesia: Giuseppe Galletta.

Come avrebbero fatto però questi amminoacidi ad arrivare sulla terra primordiale, nata da una miscela di materiali ad alta temperatura, e contribuire eventualmente all’origine della vita? Si è sempre obiettato che le meteoriti entrano nell’atmosfera terrestre a una tale velocità da distruggere qualsiasi sostanza complessa e utile per la biologia. Però una risposta è stata data dall’osservazione di un asteroide di pochi metri, 2008TC3, che il 7 ottobre 2008 si è sbriciolato arrivando sulla Terra facendo cadere i suoi frammenti nel deserto della Nubia (Sudan). Raccolti e analizzati in laboratorio,  essi contenevano 19 amminoacidi diversi, in quantità da 0.5 a 149 parti per miliardo, ma anche minerali formatisi ad altre temperature e pressioni durante una violenta collisione. Può accadere che piccoli frammenti di roccia, detti polvere cosmica, cadano sulla Terra a velocità così bassa da non bruciare nell’atmosfera. Alternativamente, una parte interna della meteorite o di una grande cometa potrebbe essere stata protetta dall’impatto e aver rilasciato successivamente le sostanze contenute in essa.

La scoperta di amminoacidi e basi azotate nelle meteoriti rafforza la possibilità che i pezzi necessari a generare le forme di vita terrestri si siano formati nello spazio e siano stati poi depositati negli oceani primordiali dalle decine di tonnellate di materia extraterrestre che cadono ogni giorno sulla Terra, con masse che possono andare da quella dei grani di polvere fino a enormi blocchi di roccia. Domani una meteorite ci farà scoprire senza dubbi che la materia che forma la vita proviene dallo spazio?


Giuseppe Galletta

Professore di Astrobiologia, Università di Padova

Fonte: http://www.gruppolocale.it/wp/wp-trackback.php?p=3109

Materia pre-biotica nelle meteoriti

Generalmente non faccio copia-incolla dagli altri blog, preferisco non scrivere piuttosto. Questo e il prossimo articolo sono un po’ diversi, in quanto illustrano efficacemente il messaggio che da sempre ho sostenuto anche con questo Blog che, qualora si verifichino le condizioni di contorno appropriate, la Vita sia un fenomeno piuttosto comune nel nostro Universo. Per Vita ovviamente non intendo necessariamente Vita Intelligente capace di entrare in contatto con Noi, ma più comunemente anche vita microbica, allo stato iniziale dello sviluppo o quasi. Il fatto che finora non sia stata trovata con certezza è solo che non abbiamo ancora osservato bene dappertutto.

di Giuseppe Galletta, Dipartimento di Astronomia-Università degli Studi di Padova

Formazione del disco proto-planetario. Cortesia Giuseppe Galletta.

La storia delle meteoriti che arrivano sulla Terra inizia circa 5 miliardi di anni fa, quando una nube fatta di molecole e di microscopici grani di polvere inizia a schiacciarsi su se stessa a causa del proprio “peso”. Le particelle di cui è fatta si muovono molto lentamente e la densità è così bassa che esse possono percorrere grandi distanze nello spazio vuoto senza collidere tra loro. A causa di ciò la pressione termica all’interno della nube è bassissima e la sua forza di gravità predomina, facendola contrarre. Questa contrazione aumenta la pressione – e di conseguenza la temperatura – al centro della nube, e in circa 50 milioni di anni genererà il Sole. Il materiale intorno inizierà a ruotare intorno al Sole nascente depositandosi sul piano di un disco, detto disco protoplanetario, da cui nasceranno i pianeti. Ed è in questo disco che si condensa il materiale di molti tipi di meteoriti. Esiste perciò un legame di genesi tra il gas interstellare e il materiale che si trova all’interno delle meteoriti; studiando queste ultime, possiamo avere delle informazioni preziose sull’origine del disco protoplanetario e sulla composizione del materiale interstellare. Ma esse possono darci anche delle risposte sulla possibilità che una forma di vita possa svilupparsi in un luogo diverso dal nostro pianeta. Vediamo perché.

Le osservazioni dei radiotelescopi ci hanno mostrato che nelle nubi interstellari esistono più di un centinaio di specie molecolari. Le singole molecole ruotano e vibrano anche miliardi di volte al secondo, producendo radiazione a miliardi di Hertz, osservate nel campo delle microoonde. Tra esse si è riusciti da identificarne alcune particolarmente interessanti: la formammide, gli idrocarburi policiclici aromatici, la glicoladeide (uno zucchero), persino tracce di una molecola che potrebbe essere la glicina, un amminoacido. Queste sostanze non hanno probabilmente nessun significato per la maggior parte dei lettori. Tuttavia esse sono particolarmente importanti per gli esseri viventi. Il funzionamento delle nostre cellule dipende dalle proteine, costituite da catene di amminoacidi. Trovare amminoacidi nello spazio dove non ci sono ancora né stelle né pianeti indica che i pezzi necessari alla vita si possono formare in abbondanza ed essere diffusi in tutta la Galassia. Prima di queste osservazioni si conosceva un meccanismo, scoperto da Miller nel 1952, che riusciva a formare amminoacidi in forma stabile partendo da sostanze semplici come idrogeno, ammoniaca, metano e acqua bollente. L’esperimento cercava di  riprodurre l’origine della vita sulla Terra ed era riuscito a produrre sia amminoacidi utilizzati dalle forme viventi sulla Terra che altri non “biologici”, oltre a sostanze utilizzate nel metabolismo come gli acidi lattico (per esempio, prodotto nel metabolismo muscolare), succinico (che entra nel processo della respirazione cellulare)  e l’urea (prodotta dal metabolismo animale).

Abbondanza degli elementi nella nostra Galassia. Cortesia: Giuseppe Galletta.

Anche la scoperta di formammide (formula HCONH2) nello spazio ha una particolare importanza. Essendo una molecola molto reattiva chimicamente, si è dimostrata una vera pietra filosofale nel generare basi azotate. La formammide riscaldata a 110-160 °C in presenza di ossidi metallici e su strati di minerali che simulano la polvere interstellare ha prodotto nei laboratori le basi azotate Citosina, Uracile, Timina e Adenina. Allo stesso modo è stata prodotta Ipoxantina, una molecola con proprietà molto simili a quelle dell’Adenina. Adenina, Uracile, Citosina e Guanina, legate a tre molecole di fosfato e a uno zucchero (il ribosio) formano la lunga catena dell’RNA. Una simile combinazione di quattro basi, Adenina, Timina, Citosina e Guanina, con i fosfati e un altro zucchero (il deossiribosio) costruisce la doppia elica del DNA dei viventi. Queste molecole si trovano identiche in tutte le specie terrestri, dal virus all’elefante. Un filamento di RNA come quello dei virus più semplici potrebbe essere stato il primo essere vivente sulla Terra da cui discendono tutti gli esseri viventi attuali. Perciò capire come esse si possano formare da un processo fisico-chimico semplice è molto importante per comprendere i meccanismi sull’origine della vita.

Cortesia: Giuseppe Galletta.

Non possiamo però stabilire direttamente se basi azotate e amminoacidi siano presenti nelle nubi interstellari, poiché esse non possono essere rivelate dai radiotelescopi a causa della loro struttura complessa che non permette loro di vibrare o ruotare molto velocemente senza distruggersi.. Si può ragionevolmente supporre che, se esse sono state presenti nelle nubi che hanno formato il disco protoplanetario del Sistema Solare, siano rimaste in parte incorporate nei granelli di grafite e silice che hanno formato asteroidi, pianeti e comete. Non tutte queste sostanze potevano però restare intatte nel lungo processo di formazione dei pianeti. Vicino al Sole la temperatura era così alta da distruggere una gran quantità di sostanze e  far evaporare tutti i ghiacci, mentre lontano dal Sole i minerali che si sono formati erano in grado di incorporare tantissime molecole.

Continua…

Giuseppe Galletta

Professore di Astrobiologia, Università di Padova

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