Un’illustrazione di varie tecnofirme planetarie, inclusi i gas atmosferici artificiali. Crediti: Sohail Wasif/ UC Riverside
Se gli alieni avessero modificato un pianeta nel loro sistema solare per renderlo più caldo, saremmo in grado di capirlo. Questa è la conclusione di un nuovo studio della UC Riverside pubblicato in Rivista di astrofisica, che identifica i sega artificiale a gas che rivelerebbe la presenza di un pianeta “terraformato” e suggerisce i tempi necessari al telescopio spaziale James Webb (JWST) per rilevare diverse concentrazioni di tali gas.
La terraformazione è un ipotetico processo artificiale che serve a rendere abitabile un pianeta intervenendo sulla sua atmosfera, creandola o modificandone la composizione chimica, in modo da renderla simile a quella della Terra e in grado di supportare un ecosistema. Attualmente, gli studi sulla terraformazione sono del tutto speculativi. Tuttavia, i gas descritti nello studio sarebbero rilevabili anche a concentrazioni relativamente basse nelle atmosfere di pianeti al di fuori del Sistema Solare utilizzando la tecnologia esistente. Questi potrebbero includere Jwst o futuri esperimenti come Life, Interferometro di grandi dimensioni per esopianeti del Politecnico federale di Zurigo (Eth).
Sebbene questi gas inquinanti debbano essere controllati sulla Terra per evitare effetti dannosi sul clima, ci sono ragioni per cui potrebbero essere utilizzati intenzionalmente su un pianeta extrasolare. “Per noi questi gas sono dannosi perché non vogliamo aumentare il riscaldamento globale. Ma sarebbero fantastici per una civiltà che vuole prevenire un’imminente era glaciale o terraformare un pianeta altrimenti inabitabile nel suo sistema, come gli umani hanno proposto per Marte”, dice. Edward Schwietermannastrobiologo della UC Riverside e primo autore dello studio.
Poiché questi gas non si trovano in quantità significative in natura, devono essere fabbricati. Trovarli, quindi, sarebbe un segno della presenza di forme di vita intelligenti e tecnologicheil cosidetto aziende tecnologiche. I cinque gas proposti dai ricercatori – CF4 (tetrafluorometano), C2F6 (esafluoroetano), C3F8 (ottafluoropropano), SF6 (anidride solforosa) e NF3 (trifluoruro di azoto) – vengono utilizzati sulla Terra in applicazioni industriali come la produzione di chip per computer. Includono versioni fluorurate di metano, etano e propano, nonché gas composti da azoto e fluoro o zolfo e fluoro. In particolare, gli autori hanno analizzato il potenziale di questi gas nel generare tracce atmosferiche rilevabili.
A differenza dei sottoprodotti passivi accidentali dei processi industriali, i gas serra prodotti dall’uomo rappresenterebbero uno sforzo intenzionale per modificare il clima di un pianeta con gas a lunga vita e a bassa tossicità, e avrebbero un effetto negativo. basso potenziale di falsi positivi. Come sottolinea Schwieterman, una civiltà extraterrestre potrebbe essere motivata a intraprendere un simile sforzo per fermare il raffreddamento del proprio mondo o per terraformare un pianeta terrestre altrimenti inabitabile all’interno del suo sistema.
Un vantaggio è che sono gas serra incredibilmente efficaci. L’esafluoruro di zolfo, ad esempio, ha un potere riscaldante 23.500 volte superiore a quello dell’anidride carbonica. Una quantità relativamente piccola potrebbe riscaldare un pianeta gelido al punto in cui l’acqua liquida potrebbe persistere sulla sua superficie.
Un altro vantaggio dei gas proposti, almeno dal punto di vista degli alieni, è che hanno una vita eccezionalmente lunga e persisterebbero in un’atmosfera simile a quella terrestre. fino a 50mila anni. “Non avrebbero bisogno di essere riforniti di carburante troppo spesso per mantenere un clima ospitale”, spiega Schwieterman.
Spettri di trasmissione ed emissione medi infrarossi qualitativi di un ipotetico pianeta simile alla Terra il cui clima è stato modificato con gas serra artificiali. Credito: Sohail Wasif/UC Riverside
Alcuni hanno proposto sostanze chimiche refrigeranti come i clorofluorocarburi (CFC) come traccianti di tecnofirme perché sono quasi esclusivamente artificiali e visibili nell’atmosfera terrestre. Tuttavia, i CFC potrebbero non essere utili perché distruggono lo strato di ozono, a differenza dei gas completamente fluorurati discussi nello studio, che sono chimicamente inerti. “Se un’altra civiltà avesse un’atmosfera ricca di ossigeno, avrebbe anche uno strato di ozono che vorrebbe proteggere”, afferma Schwieterman. «I CFC verrebbero scomposti nello strato di ozono anche se ne catalizzassero la distruzione». Essendo più facilmente scomponibili, i CFC hanno anche una vita breve, il che li rende più difficili da rilevare.
Infine, i gas fluorurati devono assorbire la radiazione infrarossa per avere un impatto sul clima. L’assorbimento produce un corrispondente firma infrarossa che potrebbero essere rilevati con i telescopi spaziali. Con la tecnologia attuale o futura, gli scienziati potrebbero rilevare queste sostanze chimiche in alcuni sistemi esoplanetari vicini. “Con un’atmosfera come quella terrestre, solo una molecola su un milione potrebbe essere uno di questi gas ed essere potenzialmente rilevabile”, aggiunge Schwieterman. “Quella concentrazione di gas sarebbe sufficiente anche per cambiare il clima”.
Per giungere alle loro conclusioni, i ricercatori hanno simulato un pianeta nel sistema Trappist-1, a circa 40 anni luce dalla Terra. Hanno scelto questo sistema, che contiene sette pianeti rocciosi conosciuti, perché è uno dei sistemi planetari più studiati, oltre al nostro. È anche un obiettivo realistico da esaminare per i telescopi spaziali esistenti.
Come accennato in precedenza, poiché i gas serra artificiali assorbono fortemente nella finestra termica del medio infrarosso delle atmosfere temperate, un pianeta terraformato possiederà forti caratteristiche di assorbimento di questi gas a lunghezze d’onda del medio infrarosso (∼8-12 μm), eventualmente accompagnate da caratteristiche del vicino infrarosso. Gli autori hanno calcolato il tempo di osservazione necessario per rilevare 1[10](100) ppm a C2F6/C3F8/SF6 su Trappist-1 f con lo spettrometro Miri a bassa risoluzione (Lrs) e con NirSpec, a bordo di Jwst. Hanno scoperto che una combinazione di 1[10](100) ppm in C2F6C3F8 e SF6 può essere rilevato con un rapporto segnale-rumore maggiore di 5 su soli 25[10](5) transiti con Miri/Lrs.
Il gruppo ha inoltre considerato la capacità della missione European Life di rilevare gas fluorurati. La missione Life sarebbe in grado di fotografare direttamente i pianeti utilizzando la luce infrarossa, consentendo di rilevare più esopianeti rispetto al telescopio Webb, che osserva i pianeti mentre passano davanti alle loro stelle.
Anche se non possiamo quantificare la probabilità di trovare questi gas nel prossimo futuro, i ricercatori sono fiduciosi che – se presenti – sarà del tutto possibile rilevarli durante le missioni attualmente pianificate per caratterizzare le atmosfere planetarie. “Non ci sarebbe bisogno di ulteriori sforzi per cercare queste tecnofirme se il telescopio stesse già caratterizzando il pianeta per altri motivi”, conclude Schwieterman. “E sarebbe sorprendente trovarli.”
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