Huygens e il Signore degli anelli

Perché questa caccia al metano?

La presenza di metano è interessante perché, in un modo o nell’altro, è un elemento che ha possibili legami con la vita.

Il metano è un idrocarburo, è un composto cioè di idrogeno e carbonio. In un’atmosfera esposta ai raggi ultravioletti del sole, il metano è destinato a scomparire, scomponendosi in etano. La presenza di metano nell’atmosfera marziana, indica allora la presenza in epoche recenti di una sorgente di questo elemento: e sulla Terra sorgenti possibili sono le attività vulcaniche e idrotermali ma anche la fermentazione, che è un processo chimico legato alla presenza di batteri. Dunque siamo interessati al metano su Marte perché potrebbe indicare o attività vulcanica recente o, nel caso più affascinante, una recente presenza di batteri, quindi di una forma di vita.

Su Titano la situazione è diversa: sappiamo da tempo, grazie ad esperimenti che risalgono agli anni ’50, che in un ambiente ricco di idrocarburi, con una fonte energetica opportuna, in favorevoli condizioni di temperatura, di ambiente, in presenza di acqua, possono svilupparsi amminoacidi, quei composti chimici, cioè, che sono i “mattoncini” con i quali sono costituite le nostre proteine. E l’atmosfera di Titano sembra avere le carte in regola per presentare una situazione come quella appena descritta.

Titano è una delle lune di Saturno, lontano dal sole 9 volte e mezzo la Terra, illuminato da un Sole che da quella distanza appare circa 80 volte più debole. Che cosa può dirci sul nostro pianeta visto che si trova in condizioni così diverse?

La missione Cassini/Huygens è composta dalla sonda Cassini, dalla NASA, che orbiterà intorno a Saturno, passando più volte vicino alle lune del pianeta, e dal lander Huygens, dell’ESA, che invece si tufferà nell’atmosfera di Titano. La collaborazione è completata dall’ASI, che fornisce alla sonda Cassini l’antenna per le comunicazioni a Terra.

Lo scopo generale è quello di saperne di più sul sistema di Saturno, che è il secondo pianeta del sistema solare, con una massa circa 100 volte quella terrestre. Saturno è circondato da decine di satelliti, di cui Titano è il maggiore. E in effetti Titano è un corpo piuttosto singolare nel sistema solare: quando la Voyager 1 lo ha ritratto, nel 1980, è immediatamente apparso coperto da nuvole e da una foschia che gli conferiva un colore aranciato, impedendo alla Voyager di immortalarne la superficie. È proprio l’atmosfera di Titano che ci interessa: potrebbe essere simile all’atmosfera primordiale della Terra. È come se, per quanto riguarda alcuni aspetti, Titano ci permettesse di ritrovare una Terra di miliardi di anni fa.

Ma se la Cassini/Huygens trovasse amminoacidi nell’atmosfera di Titano avremmo risolto il mistero dell’origine della vita sulla Terra?

Huygens ha uno spettrometro di massa che può identificare molecole con una massa fino a 146 unità di massa atomica (uma): per confronto il metano ha una massa molecolare di 16 uma, mentre il biossido di azoto, la molecola prevalente, ha una massa molecolare di 28 uma. Quindi è in grado di trovare molecole complesse. In questo caso avremmo capito che in un’atmosfera opportuna, certe molecole alla base della vita si possono formare in modo del tutto naturale.

Quindi più che risolvere il mistero dell’origine della vita terrestre, aumenterebbe la convinzione che la vita è un fenomeno universale, diffuso. Anche se passare da qualche molecola a un’organizzazione complessa come la vita intelligente non è certo da dare per scontato.

La sonda Huygens realizzerà nella sua discesa nell’atmosfera di Titano una serie di misure che i suoi strumenti: termometri, barometri, proprietà elettriche dell’atmosfera, intensità dei fulmini. A bordo è installato anche un microfono, per catturare, se ve ne sono, il rumore dei tuoni.

Ci aspettiamo il ritratto di un’atmosfera tumultuosa, oltre la quale davvero non sappiamo che cosa la sonda troverà, se una superficie solida oppure un oceano, forse di metano liquido.

Dopo la ricerca della vita su Marte, ora siamo alla ricerca dei mattoni della vita su Titano?

Per certi aspetti è vero, ma il rischio di questo periodo è che la ricerca astronomica e le attività spaziali di questo genere vengano ridotte soltanto alla ricerca della vita nello spazio. In realtà la missione, come dicevo, ha obiettivi assai più ampi, perché del sistema di Saturno in effetti non sappiamo molto: sono state pochissime le sonde destinate alla sua esplorazione.

E soprattutto la missione Cassini/Huygens già dato almeno un risultato fondamentale, quasi passato inosservato: nell’ottobre scorso ci ha fornito una conferma sperimentale di una delle predizioni della Teoria della Relatività Generale di Einstein con una precisione 50 volte migliore di tutte le misure precedenti. E protagonisti sono stati proprio scienziati italiani.

Come conseguenza dell’equivalenza fra massa ed energia, la teoria della relatività predice che la luce, che in sé non ha massa ma che trasporta energia, sia soggetta all’attrazione gravitazionale: un raggio di luce proveniente da una stella, per esempio, dovrebbe essere deviato dal nostro Sole.

Gli scienziati italiani hanno usato la Cassini/Huygens, inviando da oltre 1 miliardo di km un fascio di onde radio verso la Terra, approfittando del fatto che sonda e Terra si trovavano allineati con il Sole, ma da parti opposte. E hanno verificato che le onde radio sono state effettivamente deflesse nel loro passaggio ravvicinato con il Sole.