Cos'è la fosfina e perché suggerisce la presenza di vita su Venere

"Questa scoperta è un campanello d'allarme che ci può indicare la presenza di qualche forma di vita su Venere". Lo ha spiegato John Robert Brucato, esobiologo dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) a proposito della ricerca appena pubblicato in merito alla scoperta di fosfina negli strati alti dell'atmosfera venusiana.

"Nel lavoro appena pubblicato su Nature Astronomy - ha spiegato - i ricercatori hanno osservato nell'atmosfera di Venere la presenza di molecole di fosfina. La fosfina è composta da un atomo di fosforo e tre di idrogeno. Questa molecola ha una sua valenza nella ricerca della vita nello spazio: potrebbe infatti essere l'impronta digitale della presenza di qualche microrganismo che in atmosfera venusiana produce la fosfina come scarto".

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Nell'atmosfera terrestre la fosfina è tutta prodotta da microrganismi che utilizzano i minerali fosfati e la producono attraverso processi di ossidoriduzione. "Questa molecola su Venere - ha aggiunto - dovrebbe degradarsi e sparire velocemente a causa delle condizioni estreme presenti sul pianeta, come una pressione atmosferica molto alta e temperature di oltre 450 gradi in prossimità del suolo. Il fatto di averla trovata suggerisce che ci possa essere una produzione continua di fosfina. Da dove potrebbe venire? Da microrganismi o da processi abiotici, cioè di tipo geologico o geofisico? Ad oggi non si conoscono processi abiotici da cui potrebbe originarsi la fosfina.

"Per questo - ha concluso - la scoperta è interessante: è un pò un campanello d'allarme che può suggerire la presenza di qualche forma di vita nell'atmosfera venusiana, dove la temperatura è sensibilmente minore rispetto al suolo. Inoltre il fosforo è presente sulla Terra e sugli altri pianeti come fosfato, quindi è difficile da essere utilizzato come elemento chimico che poi viene inglobato nei processi biologici. La fosfina rende il fosforo in una forma più reattiva e gli permette, una volta che sia solubilizzato nelle goccioline di acqua presenti nell'alta atmosfera di Venere,di essere utilizzato in processi biologici. Quindi anche da questo punto di vista la scoperta è decisamente interessante".

Produzione non biologica esclusa: "Un vero colpo"

"La produzione non biologica di fosfina su Venere è esclusa dalla nostra attuale conoscenza della chimica della fosfina nelle atmosfere dei pianeti rocciosi", ha spiegato invece Leonardo Testi, astronomo dello European Southern Observatory (ESO) e Direttore Operativo europeo di ALMA, che non ha partecipato al nuovo studio. "Confermare l'esistenza della vita nell'atmosfera di Venere - ha aggiunto sarebbe un importante passo avanti per l'astrobiologia; quindi, è essenziale far seguire a questo risultato entusiasmante studi teorici e osservativi per escludere la possibilità che la fosfina sui pianeti rocciosi possa anche avere un'origine chimica diversa da quella che ha sulla Terra".

"È stato un vero colpo, vedere i primi segnali della presenza di fosfina nello spettro di Venere!, ha detto, Jane Greaves dell'Università di Cardiff nel Regno Unito, a capo dell'equipe che per prima ha individuato l'impronta della fosfina (detta anche fosfuro di idrogeno) nelle osservazioni del James Clerk Maxwell Telescope (JCMT), gestito dall'Osservatorio dell'Asia orientale, alle Hawaii.

La conferma della scoperta ha richiesto l'utilizzo di 45 antenne di ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) in Cile, un telescopio più sensibile di cui l'ESO (European Southern Observatory) è partner. Entrambi gli strumenti hanno osservato Venere a una lunghezza d'onda di circa 1 millimetro, molto più lunga di quanto l'occhio umano possa vedere e che solo i telescopi ad altitudini elevate possono rilevarla efficacemente. L'equipe internazionale, che comprende ricercatori del Regno Unito, degli Stati Uniti d'America e del Giappone, stima che la fosfina si trovi nelle nubi di Venere a bassa concentrazione, solo una ventina di molecole per ogni miliardo.

A seguito delle osservazioni, gli astronomi hanno verificato se queste quantità potessero derivare da processi naturali non biologici sul pianeta. Tra le idee controllate: luce solare, minerali sospinti verso l'alto dalla superficie, vulcani o fulmini, ma nessuno di questi fenomeni poteva produrne abbastanza. Si è calcolato che queste sorgenti non biologiche producono al massimo un decimillesimo della quantità di fosfina vista dai telescopi.

Secondo l'equipe, per creare la quantità di fosfina (formata da idrogeno e fosforo) osservata su Venere, organismi terrestri dovrebbero funzionare a circa il 10% soltanto della loro produttività massima. È noto che i batteri terrestri producono fosfina: assorbono fosfato da minerali o materiale biologico, aggiungono l'idrogeno e infine espellono la fosfina. Qualsiasi eventuale organismo su Venere sarà probabilmente molto diverso dai cugini terrestri, ma anche questi potrebbero essere sorgenti di fosfina nell'atmosfera. Anche se la scoperta della fosfina nelle nubi di Venere è stata una sorpresa, i ricercatori confidano nella solidità della misura.

Una "firma biologica"

"Con nostro grande sollievo, c'erano buone condizioni per le osservazioni con ALMA quando Venere si trovava a un angolo adatto rispetto alla Terra. L'elaborazione dei dati è stata complicata, tuttavia, poichè ALMA di solito non cerca effetti cosi' fini in sorgenti cosi' luminose come Venere ", commenta Anita Richards, dell'ALMA Regional Center del Regno Unito e dell'Università di Manchester e membro dell'equipe. "Alla fine, abbiamo scoperto che entrambi gli osservatori avevano visto la stessa cosa: un debole assorbimento alla giusta lunghezza d'onda per la fosfina gassosa, prodotta dalle molecole retroilluminate dalle nubi sottostanti più calde", aggiunge Greaves, che ha guidato il lavoro pubblicato oggi su Nature Astronomy.

Un altro membro dell'equipe, Clara Sousa Silva del Massachusetts Institute of Technology negli Stati Uniti d'America, ha studiato la fosfina come una "firma biologica" della presenza di vita anaerobica (cioè che non utilizza ossigeno) sui pianeti intorno ad altre stelle, perchè i normali processi chimici ne producono cosi' poco. Commenta: "Trovare la fosfina su Venere è stato un regalo inaspettato! La scoperta solleva molte domande, come il modo in cui un qualsiasi organismo potrebbe sopravvivere. Sulla Terra, alcuni microbi possono sopportare fino a circa il 5% di acido nell'ambiente, ma le nubi di Venere sono quasi interamente fatte di acido".

L'equipe ritiene che la scoperta sia significativa, perché si possono escludere molti modi alternativi per produrre fosfina, ma riconosce che la conferma della presenza della "vita" richiede un lavoro ulteriore. Nonostante le nubi in quota di Venere raggiungano una piacevole temperatura di 30 gradi Celsius, sono incredibilmente acide - circa il 90% è acido solforico - ponendo grossi problemi a tutti i microbi che cercano di sopravvivere al loro interno. Ulteriori osservazioni di Venere e di pianeti rocciosi al di fuori del Sistema Solare, incluso il futuro ELT (Extremely Large Telescope) dell'ESO, potrebbero aiutare a raccogliere indizi su come si può produrre fosfina su di essi e contribuire alla ricerca di segni di vita oltre la Terra.