Ipotesi sulle biochimiche aliene (come diventare antisciovinista)

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Andromeda, il malefico virus del film omonimo, 1971

La ricerca scientifica che si occupa di verificare l’esistenza di intelligenza extraterrestre, nota con l’acronimo SETI, si basa essenzialmente su rilevazioni di onde elettromagnetiche, per la maggior parte onde radio, ma anche nell’infrarosso o nelle bande dei raggi X, oltre a impulsi ottici caratterizzati da particolari frequenze. Questo riduzionismo esplorativo ovviamente non copre che una parte molto limitata dello spettro a varietà incognita che ci troviamo a fronteggiare, in pratica stiamo cercando un pagliaio con un ago…

Sembrerebbe quasi che oltre un secolo di fantascienza dedicata agli alieni non sia riuscita nell’intento di ampliare gli orizzonti dei ricercatori, colpevole forse di aver calcato troppi cliché stereotipati che dipingono i “diversamente terrestri” esattamente come noi, o al massimo con (più o meno lievi) alterazioni morfologiche, suggerendo così un modello di vita intelligente basato sulla nostra immagine che dimostra tutto il nostro antropocentrismo. Di certo le eccezioni non mancano: numerosi, anche se isolati, sono i tentativi di descrivere forme di vita veramente aliene, che di antropomorfo non conservano più nulla e che della chimica organica se ne infischiano, forme di vita che rientrano a fatica anche nella definizione di vita stessa arrivando al concepimento di impossibili pronipoti di precedenti civiltà ormai estinte, con percorsi variegati, fino al raggiungimento di livelli evolutivi che vanno oltre il concetto di essere vivente, come noi possiamo intenderlo.

Fortunatamente, dato il fascino dell’argomento, numerosi scienziati coraggiosi si sono impegnati anche nell’esplorazione di possibili forme di vita non convenzionali, ipotizzando sistemi complessi basati su biochimiche alternative che potrebbero adattarsi in modo più efficace eludendo le ristrette limitazioni delle cosiddette Cinture Verdi, ovvero quelle regioni dello spazio le cui condizioni favoriscono lo sviluppo della vita di tipo terrestre. D’altronde anche sulla Terra abbiamo esempi eclatanti di quanto estremo possa essere vivere in laghi pregni di arsenico, fosse oceaniche con pressioni eccezionali, vulcani e altre fonti geotermiche, freddi estremi e perfino ambienti radioattivi.

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Come costruire un microscopio elettronico

Un microscopio elettronico a scansione (SEM, scanning electron microscope) è uno strumento che consente di acquisire immagini da un campione tramite una scansione che sfrutta un raggio di elettroni ad alta energia organizzato secondo uno schema rasterizzato o reticolare come quello di una bitmap. Gli elettroni interagiscono con gli atomi che compongono la superficie del campione producendo segnali che contengono informazioni sulla sua topografia superficiale, ma anche sulla composizione e altre proprietà come la conduttività elettrica. A differenza di un microscopio ottico che è limitato dalle lunghezze d’onda delle radiazioni elettromagnetiche della luce (qualche centinaio di nanometri, in genere arrivano a 1000x), quello elettronico ha la possibilità di esplorare gli oggetti con ingrandimenti che partono da 10x fino a oltre 500.000x, con una risoluzione capace di distinguere un dettaglio di pochi nanometri (1nm = 10−9 m).

Ma è davvero possibile farselo da sé? Certo, non è alla portata di chiunque, ma Ben Krasnov è riuscito a costruirselo nel suo garage, con un po’ di impegno e tanta competenza, acquistando le parti online e spendendo un decimo (o un centesimo?) di quanto sarebbe costato acquistandolo sul mercato, anche se il suo è solo un hobby molto particolare e decisamente geek!

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La biochimica velenosa della NASA

Un ingrandimento dei batteri GFAJ-1 coltivati con arsenico. Imagecredit: Wikimedia Commons

Finalmente la NASA ha ammesso di aver raccolto incontestabili prove dell’esistenza di microorganismi alieni terrestri che riescono a metabolizzare anche l’arsenico!
Ecco la notizi(ol)a che avrà deluso intere schiere di esobiologi in erba e non solo. E giù di nuovo a sentenziare inverosimili ipotesi di complotti per occultare le prove e insabbiamenti Roswell-style ad esclusivo impiego di chi frigge la solita aria. Tuttavia la ‘scoperta’ è in ogni caso degna di essere approfondita e va giustamente evidenziata, anche con questi metodi che ne esaltano una certa spettacolarità. In fondo la scienza va divulgata con ogni mezzo possibile, e ben vengano questi metodi che rompono gli schemi usuali del comunicato stampa arido, impersonale e monocorde dedicato ad un pubblico di soli addetti. Ma cosa c’è di veramente nuovo, cosa sfugge allo spettatore medio, cosa si nasconde nelle verità nei dettagli che i media generalisti non ci dicono, o non sanno dirci?

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La chimica dei Guinness

Se ne parla poco, ma anche la chimica può vantare i suoi curiosi primati, sfide estreme spesso goliardiche e bizzarre, che però assolvono pienamente all’implicita dichiarazione d’intenti: sfatare il luogo comune che la scienza è noiosa ed è riservata a quei pochi nerd occhialuti, mentre si può stupire e intrattenere comunicando la scienza in maniera divertente e interessante, senza per questo rinunciare ad una proficua divulgazione di temi scientifici.

Per questo motivo, l’esempio più eclatante potrebbe essere la più grande lezione di chimica mai realizzata, ufficializzata davvero dai Guinness World Records che hanno confermato l’evento come un primato mondiale, svoltosi durante la giornata della scienza del 2009 (Science Day 2009), ma c’è molto, molto di più…

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La NASA annuncia piogge di rane a pois e cumuli di elefanti rosa per il 2013!

Orde di elefanti dal cielo...

Non ci credete? Beh, a dirlo è stato proprio il suo portavoce in persona, che mi ha passato la notizia sottobanco, e ha aggiunto ulteriori succulenti e incredibili retroscena. Ci saranno tempeste di piume, venti eolici, uragani di solerzia, sballi entropici, le crune entreranno nel mondo dei cammelli e Emilio Fede diventerà direttore del TG3.

Sarà tre volte Natale e festa tutto il giorno, anche i muti potranno parlare mentre i sordi già lo fanno. E si farà l’amore ognuno come gli va, anche i preti potranno sposarsi ma soltanto a una certa età. E senza grandi disturbi qualcuno sparirà. Saranno forse i troppi furbi o i cretini di ogni età.

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Atlante Digitale dell’Universo (per tutti)

Il Digital Universe Atlas è un progetto avviato dal 1998 dal Museo Americano di Storia Naturale e dal Planetario Hayden, con il significativo supporto della NASA e del NCSA (National Center for Supercomputing Applications).

Si tratta di un atlante digitale, rilasciato con licenza open source, liberamente scaricabile e disponibile per le principali architetture hardware e software (Linux, Windows, Mac e IRIX). Dispone di un motore grafico molto più potente di qualsiasi altra applicazione freeware esistente, tuttavia è ancora poco noto tra gli astronomi dilettanti e consente una visualizzazione dell’universo conosciuto in 4 dimensioni.

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Verso il replicatore: la stampante dei cibi digitali

Il replicatore, un gadget ipertecnologico ben noto a tutti i fan di Star Trek e ritenuto per anni un prodigioso sogno decisamente lontano dall’essere realizzabile, ha già compiuto i suoi primi passi in questo universo, anche se il resto del percorso è ancora lungo e tortuoso.

Il replicatore della Voyager. Imagecredit: Paramount (via Memory Alpha)

Un approccio futuristico che per ora è stato impiegato solo nel campo delle nanotecnologie, promette di replicare oggetti di modeste dimensioni, con applicazioni anche per le missioni spaziali. Si tratta di una vera e propria stampante tridimensionale ed è stata battezzata Electron Beam Freeform Fabrication (EBF3), un dispositivo che grazie ad un fascio di elettroni modella un materiale grezzo creando la forma desiderata, una parte meccanica, un ricambio o un utensile, con costi irrisori e soprattutto in tempi brevi.

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La “straordinaria amministrazione” del pianeta Giove

Ultimamente è un po’ malato di protagonismo, quindi non perde occasione per far parlare di sé, ispirando le fantasie di molti articolisti e di blogger improvvisati come questo che state leggendo.

La scomparsa della fascia meridionale

Facciamo un breve riassunto:

all’inizio del mese di maggio del 2010, viene denunciata la scomparsa di una delle fasce brune che caratterizzano l’aspetto del pianeta. La prima foto  del 9 maggio proviene da un astronomo dilettante australiano, Anthony Wesley da Murrumbateman, sito nel New South Wales con un telescopio da 14,5 pollici. Wesley era impaziente per il ritorno di Giove nel campo visivo dopo i tre mesi in cui era occultato dietro al disco solare, in quanto nell’ambiente erano già chiari i segni dell’inizio della scomparsa della fascia fin dalla metà del 2009, e l’attesa è stata finalmente premiata!

Un'immagine da Hubble preannuncia l'imminente ritorno della cintura di Giove?

Il fenomeno di dissolvenza si ripete ciclicamente, ma non è possibile prevedere la ricomparsa della fasce,  composte principalmente da ammoniaca solida, fosforo e zolfo, e l’ipotesi più accreditata sembrerebbe attribuirne la causa alla sovrapposizione di una spessa coltre di nuvole che la nasconde. L’ultima volta che si è verificato un tale fenomeno è stato agli inizi degli anni ’70, ma a quei tempi non era possibile osservarlo con le moderne tecniche e le risoluzioni di cui oggi siamo dotati, concedendo così un’occasione rara da sfruttare per approfondire le nostre conoscenze in merito. Alcune recenti immagini sembrerebbero tuttavia preannunciare la ricomparsa della fascia meridionale, grazie alla presenza di una ‘fila’ di incoraggianti macchie brunastre.

La sera del 3 giugno scorso, in maniera del tutto indipendente, lo stesso Wesley insieme a Christopher Go dalle Filippine immortalavano uno strano e relativamente colossale impatto sulla superficie di Giove, lasciando di stucco gli astronomi che si aspettavano una scia di detriti in seguito allo schianto, cosa che accade frequentemente.

Nemmeno con la nitidezza delle visualizzazioni ultraviolette della Wide Field Camera 3 di stanza a bordo del telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA è stato possibile trovare tracce o detriti riconducibili al corpo meteorico precipitato. Questo potrebbe significare che l’oggetto non è andato troppo oltre la sua atmosfera, esplodendo probabilmente prima dell’impatto che in realtà potrebbe non essere mai avvenuto.

Giove è il pianeta più grande del sistema solare, una stella mancata secondo qualcuno, e il suo vasto pozzo gravitazionale ripulisce il sistema solare da un gran numero di detriti erranti, proteggendo in qualche modo i pianeti più interni da un’inevitabile e catastrofica pioggia di meteoriti.

Nessun mistero quindi e intanto Giove dall’alto continua a sorridere degli spergiuri degli amanti…

Fonte: Physorg (Hubble scrutinizes site of mysterious flash and missing cloud belt on Jupiter, Jupiter has lost one of its cloud stripes)

Una fuel cell per la ricerca della vita extraterrestre

Lo schema della microbial fuel cell

Come impostereste un test per la ricerca di forme di vita, in dotazione a una sonda spaziale destinata a missioni di ricognizione e osservazione su altri pianeti?

Sembra davvero un problema piuttosto complesso. Negli anni ’70, le sonde Viking della NASA effettuarono tre esperimenti sulla superficie di Marte specificamente progettati per cercare la vita.

Con lo stupore di tutti, questi esperimenti si conclusero con risultati positivi. Ma l’entusiasmo si spense improvvisamente quando gli scienziati  compresero che  gli esiti dei test non erano stati causati da forme di vita, ma dalla presenza di un ambiente fortemente ossidante. Pertanto questi risultati erano solo un falso positivo (anche se non tutti si trovarono d’accordo su questo aspetto).

Da allora, nessun altra sonda ha effettuato ulteriori test per scoprire la vita direttamente, ma l’attenzione si è rivolta verso la raccolta di elementi che siano una prova rivelatrice della presenza di esseri viventi.

Ximena Abrevaya e i suoi colleghi dell’Università di Buenos Aires in Argentina suggeriscono una nuova soluzione a questo problema. Dicono che una cella a combustibile microbico sarebbe in grado di rilevare la vita in modo del tutto indipendente dalla composizione chimica. L’ipotesi sine qua non è basata sul fatto che la forma di vita in questione deve assumere energia chimica dall’ambiente e usarlo per alimentare il proprio processo  vitale, in altre parole deve avere almeno un processo metabolico.

La squadra di Abrevaya ha messo a punto e testato proprio una cella di questo tipo. Il dispositivo consiste in un anodo e un catodo separati da una membrana permeabile ai protoni. L’anodo è incorporato nel supporto a contatto con l’oggetto dell’indagine, come ad es. il suolo marziano.

L’idea è che i processi metabolici, ovunque essi si siano evoluti, devono dipendere da reazioni di ossido-riduzione (redox) che generano flussi di elettroni e protoni. L’anodo della pila a combustibile cattura gli elettroni generati in questo processo, mentre i protoni passano attraverso la membrana, completando così il circuito. Quindi la quantità di corrente che scorre è un indicatore diretto della quantità di vita presente.

Il Viking I

I primi test sono stati svolti determinando la presenza dei principali tipi di vita microscopica: batteri, archaea e cellule di eucarioti. Il team afferma di aver ottenuto risultati incoraggianti, come alcune rilevazioni positive su estremofili (Natrialba magadii, un microorganismo isolato dal lago Magadii Lake in Kenya che sopravvive in condizioni di elevate concentrazioni saline), come quelli che potrebbero esistere altrove nel sistema solare. Le densità di corrente rilevate sono state di gran lunga superiori quando il dispositivo analizzava campioni vitali, rispetto a quelli sterili.

Il dispositivo pertanto si presterebbe come candidato per i prossimi test sull’esobiologia, caricato su un lander potrebbe facilmente prelevare due campioni di suolo, sterilizzarne uno con il calore, e confrontare i due risultati per accertare la presenza della vita.

Ma ciò che più sorprende è che il sistema non necessita di rilevare forme di vita basate esclusivamente sul carbonio. Purtroppo i dettagli di questo aspetto non sono stati approfonditi, probabilmente a causa del fatto che esiste ancora qualche possibilità di ottenere falsi positivi e occorre perfezionare ancora alcuni aspetti del sistema di rilevamento.

Nel frattempo, si potrebbe cercare di ipotizzare, in base alle analisi delle atmosfere extraterrestri, quali siano i migliori candidati per i prossimi test. E’ noto che milioni di anni di azione microbiotica, altera in maniera considerevole la composizione atmosferica. La presenza di ossigeno e metano nella nostra atmosfera è un chiaro segnale dello sviluppo biologico. Purtroppo l’analisi dell’atmosfera di Marte, composta dal 95% di anidride carbonica, è una deludente conferma che invece bisogna rivolgersi altrove.

Che ne dite di Titano o Encelado, due fra i più noti ospiti potenziali di strane, nuove forme di vita aliene?

Fonti: technologyreview, arxviv

I batteri del metano di Marte

Distribuzione del metano nell'atmosfera di Marte durante il periodo "estivo" nel suo emisfero settentrionale

Sembra che ulteriori indizi favoriscano le ipotesi recenti della presenza di una fervida vita microscopica nelle ridenti valli marziane, alimentata dagli squilibri produttivi del metano, che pongono ancora interessanti interrogativi.

Marte possiede un’atmosfera estremamente rarefatta, composta per oltre il 95% da CO2, il resto comprende azoto  (2,7%), argo (1,6%) e tracce importanti di ossigeno, CO, vapore acqueo, NO, ozono e altri gas nobili. Dagli ultimi rilievi del 2004 effettuati dalla sonda europea Mars Express, è stata confermata anche la presenza di metano (CH4) in quantità non trascurabili che si aggirano intorno alle 10 parti per miliardo (10,5 ppb). Per confronto, nell’atmosfera della Terra di metano  ne misuriamo più di 100 volte tanto  (1790 ppb).

L’aspetto intrigante risiede nel fatto che il metano, essendo un gas instabile a causa della sua elevata reattività, implica la presenza di una fonte attiva per esistere, e anche la sua degradazione fotochimica, secondo i modelli teorici, non giustifica questa presenza. Non è giustificabile nemmeno a causa dell’assenza di attività vulcanica e idrotermale sulla superficie.

Il metano su Marte viene prodotto da estese sorgenti, ed i profili implicano che viene rilasciato almeno da tre distinte regioni. In piena estate boreale, la fonte principale emette 19.000 tonnellate di metano in media, con un flusso di 0,6 kg al secondo. A questo ritmo si stima che il pianeta rosso debba produrre circa 270 tonnellate di metano all’anno.

Sebbene la presenza di questo gas potrebbe essere ascrivibile ad un’origine minerale, come sottoprodotto della reazione fra acqua, anidride carbonica e l’olivina, un minerale siliceo presente in quantità sulla superficie di Marte, per confermarlo bisognerebbe determinare la presenza della serpentinite, il prodotto solido della reazione citata. Esiste inoltre la remota possibilità che il metano si formi dalla decomposizione di giacimenti di clatrati idrati, una specie di ‘soluzione’ solida tra metano (e altri gas) e acqua.

L’ipotesi più affascinante però, si avvale della  scoperta che la presenza di metano è sempre associata a quella di vapore acqueo, soprattutto in alcune regioni equatoriali. Il planetologo H. Grinspoon (Southwest Research Institute) pensa che questa coincidenza aumenti le probabilità di un origine biologica.

Lost Hammer Spring presso l'isola Axel Heiberg, territorio di Nunavut, Canada. (Credit: Dept. Natural Resource Sciences, McGill University, Montreal.)

 

Un’ulteriore conferma di queste teorie biogeniche sembra che arrivi proprio in questi giorni, proveniente nientemeno che dai ricercatori del dipartimento delle risorse naturale della McGill University, dal Consiglio Nazionale delle Ricerche del Canada, dall’Università di Toronto e dal SETI Institute, i quali hanno scoperto la presenza di alcuni batteri metanotrofi (il cui metabolismo consiste in un ciclo ‘alimentare’ a base di metano, contrapposti ai batteri metanogeni), nell’ambiente estremo di un isola a nord del Canada, Axel Heiberg Island.

Il dottor Lyle Whyte, un microbiologo dell’Università di McGill, spiega che la sorgente di Lost Hammer può sostenere la vita batterica in un ambiente anaerobico, e che è molto simile a sorgenti presenti con tutta probabilità anche su Marte, suggerendone una popolazione microbica analoga.

“Il punto della ricerca è che non importa da dove il metano provenga” spiega Whyte. Se in una situazione in cui si dispone di acqua salata molto fredda (anche fino a -50°C!), prolifera una comunità microbica, anche in ambienti senza ossigeno, è lecito ipotizzare lo stesso anche su altri pianeti con condizioni ambientali simili.

Un quesito che rimarrà insoluto ancora per un po’, almeno fino a quando il Mars Science Laboratory (MSL), chiamato anche Curiosity, un rover della NASA che verrà lanciato nell’autunno del 2011 ed effettuerà un atterraggio di precisione su Marte nei primi mesi del 2012, misurerà con il metodo del C14 il metano presente, determinandone l’origine, biologica o meno.

La NASA inoltre ha rivelato l’ambizioso obiettivo di lanciare la missione Mars Orbiter Trace Gas nel 2016, per studiare ulteriormente il metano,  nonché i suoi prodotti di decomposizione, come la formaldeide e metanolo.

Con la speranza che un giorno si riesca a colonizzare anche le sterminate sorgenti marziane, sfruttando impietosamente la popolazione autoctona di batteri indigeni come novelli e futuri microscopici schiavi … Mi auguro che non abbiano una coscienza collettiva proto-comunista da sedare!!!

 

Fonte: ScienceDaily

La NASA paga il riscatto, gli alieni restituiscono il Voyager 2

Un immagine artistica della sonda. Image credit: NASA/JPL-Caltech

Vabbè il titolo è un modo per attirare più attenzione di tutti quelli che stanno avanzando incredibili ipotesi e quelli che invece si sono armati del cifrario di Vernam per decifrare le incomprensibili comunicazioni che il Voyager 2 trasmetteva da qualche giorno. Si è trattato solo di un “flip di un bit”, in pratica uno zero è diventato uno a causa di un semplice guasto tecnico nei computer a bordo della sonda e l’invio dei dati sulla Terra è risultato un po’ sconnesso.

Il fatto è che questa notizia ha fatto sognare milioni di internauti con il mistero che è stato appositamente costruito sopra, mentre l’aggiornamento della NASA, datato 20 maggio 2010 alle 18.00, è stato praticamente ignorato.

Il nuovo comunicato recita:

I tecnici sono riusciti a correggere la memoria della sonda NASA Voyager 2 reinizializzando il bit capovolto. L’ordine del reset è stato trasmesso ieri, mer. 19 maggio, al veicolo spaziale,  e l’elaborazione dei dati ricevuti oggi ha confermano che il reset ha avuto successo. La squadra del Voyager continuerà a monitorare i dati in ingresso, e se il bit rimane stabile, verranno impartiti i comandi per passare alla modalità di osservazione scientifica sabato, 22 maggio. Il ricevimento dei dati rilevati quindi riprenderà il 23 maggio.

Tutto bene, la missione continua e il piccolo problema tecnico è stato brillantemente risolto con la dovuta perizia. Sarà per un’altra volta?

Ah, sembra che anche le sonde marziane Opportunity e soprattutto  Spirit, nonostante tutto, perseverino nella loro missione, in quella landa desolata e affascinante conosciuta come il pianeta rosso.

In bocca al marziano!

Fonte: NASA