Alla ricerca di vita extraterrestre? Seguite la firma luminosa delle piante. È il suggerimento che arriva da una nuova ricerca del Jet Propulsion Laboratory (Jpl) della Nasa e del Goddard Space Flight Center che ha dimostrato che la traccia della vegetazione sul nostro pianeta è talmente forte da poter essere rilevata, nonostante le interferenze, anche a distanze interstellari. Quindi, se un astronomo alieno da un sistema stellare lontano può vedere noi, possiamo affermare che verosimilmente anche noi con i giusti strumenti possiamo individuare esopianeti che ospitano vita vegetale. Lo studio è disponibile su Arxiv.L’impronta luminosa della fotosintesiIl rapporto delle piante con la luce è letteralmente vitale per questi organismi. Grazie alla clorofilla, il pigmento che colora le foglie, assorbono la luce nelle lunghezze d’onda del visibile per convertire questa energia in nutrimento: è la fotosintesi. Ma oltre ad assorbire la luce visibile, le piante fanno anche un’altra cosa peculiare: la riflettono nelle lunghezze d’onda del vicino infrarosso - una parte dello spettro luminoso che si trova appena oltre la soglia del rosso e che noi non riusciamo a percepire con gli occhi. Questa caratteristica riflettività (o riflettanza, cioè la proprietà che una superficie ha di riflettere radiazioni incidenti) attorno ai 700 nanometri è chiamata dagli scienziati “vegetation red edge” (vre), il bordo rosso della vegetazione. Individuarlo nello spettro luminoso di un pianeta è come trovare l’impronta digitale di una persona: è un segnale chiaro della presenza su scala globale di organismi in grado di compiere la fotosintesi.Pianeti, sistemi complessiRilevare il vre di un altro mondo, però, è difficile. In passato, spiegano gli autori della nuova ricerca, gli scienziati hanno provato a capire se ci fossero piante attraverso simulazioni che semplificavano troppo il sistema pianeta, trattandolo come una sfera uniforme, cioè con composizione della superficie e atmosfera costanti. I pianeti potenzialmente abitabili non sono così. Basta guardare quello che conosciamo meglio, la Terra: la superficie è eterogenea (coperta da oceani, foreste, deserti, ghiaccio) e l’atmosfera è sempre diversa (le nuvole possono nascondere o confondere i segnali luminosi). Per questo servono modelli diversi, più realistici.Alla ricerca dei “salti” di lucePer affrontare questa sfida, il team guidato da Zachary Burr ha utilizzato modelli tridimensionali realistici della Terra per simulare come il nostro pianeta apparirebbe a un osservatore lontano in nove diversi momenti della giornata, catturando il modo in cui i vari continenti e le diverse coperture nuvolose si alternano sotto lo sguardo del telescopio. Per analizzare questa mole di dati di riflettanza, i ricercatori hanno utilizzato un software molto avanzato chiamato ExoRel (Exoplanet Reflectance Retrieval), in grado di prendere lo spettro della luce riflessa dal pianeta e di ricavarne informazioni chimiche e fisiche, per esempio la composizione atmosferica o del suolo. Una delle innovazioni principali introdotte dagli scienziati nelle simulazioni è stata la funzione “a gradino” per modellizzare l’albedo superficiale, cioè il rapporto tra la luce riflessa dal pianeta e quella ricevuta (incidente). Il software, in particolare, è stato addestrato per individuare in modo specifico i salti di riflettività, come quello causato dalla presenza di vegetazione.Oltre le interferenzeI risultati ottenuti suggeriscono che, anche in presenza di copertura nuvolosa irregolare, se almeno la metà della superficie del pianeta inquadrata dal telescopio è costituita da terre emerse, il “bordo rosso” rimane rilevabile. In altre parole, è possibile individuare quel “salto” di riflettività entro un margine di circa 70 nanometri, una risoluzione - spiegano gli esperti - sufficiente per distinguere le cause biologiche (le piante) da quelle minerali o non biologiche. Il segnale, inoltre, non si perde quando si simulano osservazioni su tempi lunghi (ore o giorni), come quelli necessari ai futuri telescopi per raccogliere abbastanza dati da mondi lontani. Insomma, l'impronta della vegetazione rimane "incisa" nella luce che il pianeta invia nello Spazio. Il software, invece, non funziona affatto bene se viene applicato a modelli troppo semplificati. Per cercare di spiegare le anomalie generate dalla presenza delle piante, infatti, il programma inventa, segnalando, per esempio, concentrazioni errate di gas.Verso nuovi telescopi spazialiLa ricerca del Jpl e del Goddard Space Flight Center ha un grande valore sia teorico sia pratico. La Nasa, infatti, sta progettando l'Habitable Worlds Observatory (Hwo), il primo telescopio spaziale che avrà come principale obiettivo quello di osservare pianeti simili al nostro che orbitano attorno ad altre stelle alla ricerca di segni di vita extraterrestre. Sapere che il “bordo rosso della vegetazione” è un segnale che si conserva ed è rilevabile nonostante le possibili interferenze di un pianeta reale dà un riferimento essenziale agli astronomi: vederlo nello spettro luminoso di un mondo lontano darebbe finalmente una base concreta per pensare di non essere soli nell’Universo.