C’è qualcuno là fuori? Gli ultimi 10 anni di ricerca della vita R. Claudi INAF Osservatorio Astronomico di Padova

If we never search the chance of success is zero! La Ricerca della Vita If we never search the chance of success is zero! (Cocconi & Morrison1959)

Definizione “Operativa” di Vita Un sistema è vivo se: contiene informazioni scambia energia con l’ambiente è capace di autoreplicarsi È soggetto a variazioni casuali del suo bagaglio di informazioni Concezione intuitiva della vita Difficoltà nella definizione di essere vivente attraverso le nozioni di crescita, alimentazione e produzione di scarti. Esempio del fuoco, si alimenta dalla ossidazione del comburente Esempio del mulo che è sterile La vita si manifesta attraverso la sua evoluzione

La chimica basata sul Carbonio… 100% 94% 89% 81% 29% Anche il Si ha proprietà simili al C, si ossida facilmente, ma si riduce meno facilmente ed ha una chimica povera, inoltre l’anidride carbonica è un gas, mentre il biossido di silicio è un solido. Ma soprattutto ha la capacità di combinarsi facilmente per formare molecole complesse http://www.cv.nrao.edu/~awootte n/allmols.html

Evoluzione Reazioni Chimiche Soluzione Solido Liquido … in soluzione acquosa Evoluzione Reazioni Chimiche Soluzione Solido Liquido Alcoli Troppo lente Idrocarburi CH4 Acqua NH3

Perché l’acqua: caratteristiche Permette dissociazione dei sali ε=80 Capacità di costruire legami H con le molecole dissolte Le prime due proprietà sono importanti per la produzione di molecole complesse, la terza proprieta è importante per la veicolazione delle molecole, la quarta è importante per motivi legati al clima. Ottimo mediatore termico Ampio intervallo di temperatura entro cui si mantiene liquida Allo stato di ghiaccio ha densità minore dello stato liquido

…insomma: Sistema vivente, basato sulla chimica del carbonio e che utilizza l’acqua come solvente per le reazioni chimiche… RICORDA QUALCOSA?

Requisiti di Abitabilità Presenza di elementi pesanti Disponibilità di Acqua (HZ..ma non solo) Tempo scala di abitabilità lungo (stabilità)

Definizioni: Zona Abitabile (HZ) – è la regione intorno ad una stella in cui un pianeta di tipo terrestre può mantenere, in qualche istante di tempo, l’acqua allo stato liquido. Zona continuamente abitabile (CHZ) – la regione in cui un pianeta può rimanere abitabile per uno specifico periodo di tempo (per esempio 4.6 Gy)

La Zona Abitabile (Kasting et al. 1993) 100% vapore Acqua Liquida 100% Ghiaccio Instabilità climatica limite interno Flusso Solare↑ Temperatura ↑ effetto Serra ↑ Evaporazione ↑

Effetto Serra e suo impatto sul Vapore acqueo Fuga dell’H, Perdita di acqua Radiazione EUV Altitude Fotodissociazione : H2O + hν → OH +H Temperatura

La Zona abitabile (Kasting et al. 1993) 100% vapore Acqua Liquida 100% Ghiaccio Instabilità climatica al limite esterno Flusso Solare ↓ Temperatura ↓ Albedo↑ Ghiaccio e neve ↑ Modello climatico con l’atmosfera Terrestre Glaciazione oltre 101% ~ 110 % della distanza Terra Sole

Zone Abitabili per le altre stelle I limiti delle zone abitabili intorno a stelle di temperatura diversa dal sole sono: T Queste zone abitabili sono state calcolate per ZAMS

Spettro della Terra Nel Visibile H2O O3

Falsi segni di Vita! La produzione di Ossigeno può esserci in alcune situazioni senza la presenza di vita...

Spettro Infrarosso della Terra H2O CO2 O3 Luce integrata della terra vista da TES (Thermal Emission Spectrometer) in rotta verso MARTE (1996): CO2, O3, H2O.

L’Ozono Produzione di Ozono negli strati alti: ciclo di Chapman (1930) …fortunatamente la presenza dell’Ossigeno risulta da un forte assorbimento dovuto all’Ozono prima di 10 μm… Angel et al. 1986 Nature, 322, 341 Produzione di Ozono negli strati alti: ciclo di Chapman (1930) La produzione di Ozono dipende dalla quantità di Ossigeno. Marcatore dell’ossigeno biotico (non lineare)

Cosa cercare nell’infrarosso? TOMBOLA!

Ricerca di civiltà intelligenti:SETI Proposto da Drake 1960, non finanziato dal congresso americano 1993 Per osservazioni da terra , emissione di H2O in atmosfera Nome dato dai russi al progetto Bkg Galattico dovuto alla radiazione di sincrotrone raggi cosmici 1.420 1.727 WATER HOLE (1. ~ 20 Ghz)

Prove di comunicazione: Placca del Pioneer 10 (17-10-70) e 11 C. Sagan & F. Drake

Prove di comunicazione: il messaggio di Arecibo (16-11-74) F.Drake Nome dato dai russi al progetto Matrice binaria 23X79 (numeri primi) irradiata dal radio telescopio di Arecibo Verso l’ammasso globulare M13 (tempo previsto di arrivo del segnale 20000 anni)

Prove di comunicazione: il disco dei Voyager Sul disco sono incise le istruzioni per leggere il disco. E le indicazioni da dove arriva. Nel disco ci sono 115 immagini della terra, suoni, musiche e frasi nelle diverse lingue della terra

Non ci sono! Paradosso di Fermi (1950) “Se esistono, allora dove sono?” Età del sole: ~4.55 Gy Età della galassia: ~8 Gy Tempo necessario per sviluppare una civiltà intelligente:~3.5 Gy Raggiunta la tecnologia: tempo necessario esplorazione Galassia: 10-100 Myr Non ci sono!

…ed una ipotesi: l’”Ipotesi Zoo” Quattro possibilità… Non ci sono. … Una visita non è possibile tecnicamente Sono vicini, ma non sono stati trovati Non sono interessati a noi …ed una ipotesi: l’”Ipotesi Zoo” J.Ball (1973) e C. Sagan (1973): ci sono, sono talmente civilizzati che un incontro con loro porterebbe ad una catastrofe come quella successa ai nativi americani quando sono arrivati Colombo e Cortez…quindi non vogliono farsi vedere, …ma ci osservano.