Siamo soli nel nostro Sistema Solare? In molti potrebbero rispondere di getto con un 'si', ma la questione non è ovviamente così semplice. Proviamo quindi ad analizzare in questo approfondimento le conoscenze a nostra disposizione, le teorie più in voga, e in generale i traguardi scientifici che abbiamo raggiunto negli ultimi secoli.

La buona notizia è che i progressi scientifici e tecnologici degli ultimi anni ci hanno permesso di migliorare le strumentazioni utilizzate per l'osservazione dei corpi celesti, la cattiva è che i mezzi a nostra disposizione per raggiungere altri pianeti, posizionati in molti casi a grande distanza dalla Terra, rimangono sostanzialmente limitati dalle attuali tecnologie di propulsione.

Gli occhi dei telescopi spaziali lanciati in orbita dall'uomo scrutano l'universo osservabile, individuando costantemente sistemi stellari potenzialmente adatti ad ospitare pianeti con condizioni simili a quelle offerte dalla Terra, tuttavia il nostro stesso sistema solare risulta ancora pieno di segreti e di domande senza risposta.

Fin da piccoli siamo stati abituati a pensare che la nostra conoscenza del Sole e dei pianeti che ci orbitano attorno sia piuttosto avanzata, così dopo lo sbarco sulla Luna sul finire degli anni '60 ci saremmo aspettati una rapida evoluzione delle tecnologie, speranzosi che di lì a poco l'uomo sarebbe riuscito a spingersi ancora più lontano.

L'immaginario collettivo è stato alimentato senza dubbio dalla letteratura e dalla cinematografia fantascientifica, tanto da ispirare imprenditori del calibro di Elon Musk, Jeff Bezos e Richard Branson, ad osare di più per spostare in avanti l'asticella del possibile, puntando in certi casi all'impossibile (Musk vorrebbe portare su Marte 1.000.000 di persone entro il 2050). Ma oggi non vogliamo parlare di viaggi di esplorazione dello spazio, bensì cercare di capire quali siano gli elementi distintivi che ci permettono di ipotizzare la presenza di vita al di fuori del nostro pianeta natale.

Per capire bene di cosa stiamo parlando è necessario aprire una breve parentesi sulle molecole organiche e sulla loro importanza nella ricerca di vita extraterrestre. Partiamo subito da un presupposto: come facilmente intuibile, ad oggi non sappiamo quale sia stata la scintilla vitale che ha trasformato elementi inerti nei primi organismi unicellulari, l'unica certezza che abbiamo è che esistono determinati elementi organici indispensabili alla formazione dei primi aminoacidi, la cui unione crea le proteine, fondamentali per la proliferazione cellulare.

Sono state formulate diverse teorie sulla nascita della vita, alcune di esse decisamente fantasiose e legate alla scarsa cultura scientifica dei secoli passati. Per fare un esempio, nell'antichità si pensava ad una forma di generazione spontanea per gli organismi inferiori, in grado di trasformare la materia da inerte a viva grazie a misteriosi flussi vitali, mentre l'uomo e gli animali si riteneva fosse stato Dio a crearli.

Naturalmente, scienza e fede si confondevano in un contesto simile e l'uomo non aveva i mezzi per osservare i microorganismi più piccoli. Ad alimentare le credenze furono osservazioni concrete, come ad esempio il proliferare di vermi e insetti sulle carcasse in decomposizione, tali da alimentare teorie su una forma di generazione spontanea. Dopo il XVII si arrivò a un approccio più scientifico grazie allo sviluppo dei primi microscopi, la teoria della generazione spontanea venne abbandonata e ci si avvicinò lentamente all'ipotesi del brodo primordiale, prima base composta da elementi organici e inorganici che avrebbe potuto innescare le reazioni chimico-fisiche in grado di dare origine ai primi organismi unicellulari.

Diversi esperimenti dimostrarono che le molecole organiche, nelle giuste condizioni ambientali, possono formarsi spontaneamente a partire da sostanze inorganiche più semplici: quello di Miller-Urey nel 1953 fu il primo esperimento ad evidenziare come sia possibile ottenere una miscela dalle caratteristiche molto simili a quelle di un ipotetico brodo primordiale, creato a partire da sole componenti inorganiche.

L'esperimento puntò a ricreare le condizioni osservabili sulla Terra diversi miliardi di anni fa, quando fulmini e radiazioni solari di grande potenza colpivano la superficie terrestre. Si ipotizzò che in quel periodo l'atmosfera terrestre risultasse carica di idrogeno, acqua, metano, ammoniaca, mentre l'ossigeno libero fosse quasi del tutto assente. Come parte del procedimento, una miscela gassosa simile fu posta in ambiente sterile e colpita da diverse scariche elettriche per simulare i fulmini, a questa seguiva una fase di raffreddamento per fare ricondensare l'acqua, per poi ripetere il ciclo alle medesime condizioni più e più volte.

Dopo solamente una settimana di test, venne osservata la formazione di molecole organiche più complesse derivanti dal carbonio, tra queste alcuni aminoacidi ed altri componenti essenziali per gli organismi biologici. L'esperimento di Miller-Urey ispirò studi simili negli anni a venire, che si conclusero con risultati analoghi dando maggior credito alla teoria che la vita sulla Terra potesse essersi sviluppata a partire dagli elementi chimici disponibili sul pianeta.

Un'altra teoria molto in voga non mette in discussione quanto dimostrato da esperimenti come quello di Miller-Urey, ma prende in considerazione la possibilità che la vita sulla Terra sia realmente di origine extra-terrestre, ipotizzando che le prime molecole organiche siano state trasportate sulla superficie da asteroidi o comete.

Non ci dilungheremo troppo sulle successive evoluzioni degli esperimenti chimici effettuati, possiamo però con certezza affermare di "non sapere" come determinati composti organici abbiano potuto dare origine alle prime cellule. Abbiamo scoperto però, che la chiralità delle molecole organiche è un un fattore indicativo di vita sulla Terra, in quanto gli aminoacidi sinistrorsi e tutti gli zuccheri destrimani servono a costruire molecole più grandi e necessarie per la formazione di elementi più complessi, come le proteine ​​dagli aminoacidi e il DNA dagli zuccheri.

Per dirla in termini semplici, solo le molecole organiche con determinate proprietà possono partecipare alla formazione di molecole più complesse, in grado forse di innescare la scintilla vitale per come la conosciamo, ed è su questa caratteristica che la ricerca si sta attualmente concentrando.

Abbiamo appurato che non sappiamo quali meccanismi abbiano dato origine alla vita, conosciamo però gli elementi chimici indispensabili e nel contempo siamo piuttosto sicuri che, all'interno del Sistema Solare, la Terra rappresenti l'unico pianeta in grado di ospitare forme di vita complesse, con l'uomo all'apice della catena evolutiva.

Ci sono tuttavia degli indizi o elementi distintivi che possono far pensare a una possibile proliferazione di organismi in forme elementari, o quantomeno che eventi simili siano avvenuti in passato su altri pianeti come Marte e Venere, o addirittura su alcune tra le numerose lune presenti nel Sistema Solare.

Sono molteplici i segni distintivi che stanno spingendo le principali agenzie spaziali ad organizzare missioni di esplorazione, alcune sono già in atto mentre altre prenderanno il via nei prossimi anni. Se diamo per scontato che la vita nel Sistema Solare si basi sulla biologia del carbonio, possiamo trovare diversi "indizi" in grado di innescare ulteriori ricerche.

E' notizia degli ultimi anni il rilevamento di metano nell'atmosfera marziana ed a livello superficiale, ma perché è così importante? La sua forma più comune è denominata "biotica", ossia derivata dalla produzione dei batteri o dalla degradazione organica, tuttavia si tratta di un segno e non di una certezza. Esiste infatti anche il metano abiotico, il quale si forma in profondità sulla Terra e viene riportato alla superficie dai movimenti tettonici.

Un altro indizio primario è la presenza di acqua, naturalmente relazionata a temperature e condizioni in grado di coadiuvare lo sviluppo cellulare. Molto interessanti sono a questo proposito le ipotesi inerenti alcune lune di Giove e Saturno, in primis Ganimede e Titano, le quali sotto una coltre ghiacciata ospitano oceani il cui contenuto è attualmente misterioso. Se la temperatura superficiale di queste lune e la composizione atmosferica potrebbe scoraggiare eventuali ricerche, diverso è il discorso per le distese d'acqua sotto la superficie, che potrebbero essere riscaldate dal nucleo e presentare condizioni altamente favorevoli allo sviluppo di forme di vita. Discorso simile anche per la sesta Luna di Saturno, Encelado, che in più presenta anche un'atmosfera complessa ricca di gas come azoto e metano.

La vita potrebbe essersi sviluppata anche in assenza di acqua, ad esempio sempre su Titano, è osservabile un vero e proprio ciclo simile a quello idrologico ma basato sugli idrocarburi. Similmente a quanto avviene sulla Terra, Titano presenta cicli di evaporazione, condensazione, precipitazione ed infiltrazione di metano ed etano. tuttavia qui si entra nella sfera della biochimica ipotetica, attualmente pura speculazione fintanto che non saremo in grado di raccogliere dati in loco. Abbiamo quindi definito gli elementi chimici ed i parametri maggiormente presi in considerazione dagli scienziati nell'ipotizzare una possibile presenza di vita attuale o passata, vediamo ora come intendiamo verificare dati e ipotesi formulate.

Se esistono segni distintivi per la possibile formazione di vita, tra questi gode di primaria importanza la zona del sistema solare (o di altri sistemi) che ospita il pianeta/luna e le sue condizioni. Nell'ambito della ricerca di vita extraterrestre, spesso si parla di "zona abitabile" come condizione necessaria allo sviluppo di organismi, tuttavia sempre più scienziati ritengono troppo semplicistica questa definizione. I rischio infatti, è di isolare la ricerca a zone con caratteristiche spiccatamente terrestri, senza prendere in considerazione ulteriori possibilità.

La zona abitabile prevede una distanza adeguata dalla stella madre, nel nostro caso il Sole, la presenza di superfici rocciose sui pianeti o lune presi in esame, la possibilità di trovare acqua in superficie, ma soprattutto dimensioni e gravità in grado di trattenerla, assieme naturalmente ad un'atmosfera con determinate caratteristiche.

Sulla zona abitabile influiscono poi altri parametri come il livello di radiazioni, il tipo di orbita attorno alla stella, e naturalmente la fase di evoluzione in cui si trova il corpo celeste. Ne sentiamo spesso parlare quando esaminiamo i dati raccolti dai telescopi spaziali nella ricerca di pianeti extrasolari presenti in sistemi lontani anni luce, tuttavia si fa sempre più concreta la possibilità che possano esistere biochimiche alternative in grado di adattare i microorganismi a condizioni per noi considerate estreme.

Sempre più degna di attenzione e considerazione tra gli scienziati è la chemiosintesi batterica: si tratta di un processo utilizzato da organismi definiti appunto, chemiosintetici, che al contrario di quanto avviene con la fotosintesi clorofilliana (basata sull'utilizzo dell'energia solare), si affida a processi completamente diversi. Esistono microorganismi in grado di trasformare sostanze inorganiche in organiche, questi sono in grado di produrre energia mediante un processo di ossidazione delle sostanze inorganiche presenti nell'ambiente, ad esempio ammoniaca, nitriti, sali ferrosi, zolfo e idrogeno solforato.

Gli organismi chemiosintetici non hanno bisogno del Sole, vivono facilmente a temperature estremamente basse e sono presenti anche sulla Terra. A questo proposito, diverse ricerche si stanno svolgendo in Antartide, al di sotto delle superfici ghiacciate dei laghi, un modo per capire caratteristiche e sviluppo di questi particolari organismi unicellulari. Sulla base di questo principio e come spiegato in precedenza, hanno acquistato maggior interesse scientifico le lune di Saturno Giove come Titano, Ganimede, Encelado ed Europa.

Insomma, la conferma dell'esistenza di altre forme di vita nel sistema solare non può tuttora esulare da una ricerca a monte ancora più importante, capire come sia stato possibile passare da sostanze inerti ai primi organismi. Un argomento ricco di domande che da sempre affascinano l'uomo, a cui ad oggi non siamo in grado di rispondere.

Credits immagini: NASA