lab3_2013-2

C’è qualcuno là fuori?
Gli ultimi 10 anni di ricerca
della vita
R. Claudi
INAF Osservatorio
Astronomico di Padova
La Ricerca della Vita
If we never search the
chance of success is zero!
(Cocconi & Morrison1959)
Definizione “Operativa” di Vita
Un sistema è vivo se:
-contiene informazioni
-scambia energia con l’ambiente
-è capace di autoreplicarsi
-È soggetto a variazioni casuali del suo
bagaglio di informazioni
La chimica basata sul Carbonio…
29%
81%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
94%
89%
Ma soprattutto ha la
capacità di combinarsi
facilmente per formare
molecole complesse
http://www.cv.nrao.edu/~awootte
… in soluzione acquosa
Evoluzione
Reazioni Chimiche
Soluzione
Solido
Liquido
Troppo lente
Alcoli
NH3
Idrocarburi
CH4
Acqua
Perché l’acqua: caratteristiche
ε=80
Permette dissociazione
dei sali
Capacità di costruire legami H
con le molecole dissolte
Ottimo mediatore termico
Ampio intervallo di temperatura entro cui si mantiene
liquida
Allo stato di ghiaccio ha densità minore dello stato
liquido
…insomma:
Sistema vivente, basato sulla chimica del
carbonio e che utilizza l’acqua come solvente per
le reazioni chimiche…
RICORDA QUALCOSA?
Requisiti di Abitabilità
Presenza di elementi pesanti
Disponibilità di Acqua (HZ..ma non solo)
Tempo scala di abitabilità lungo (stabilità)
Definizioni:
Zona Abitabile (HZ) – è la regione intorno
ad una stella in cui un pianeta di tipo terrestre
può mantenere, in qualche istante di tempo,
l’acqua allo stato liquido.
Zona continuamente abitabile (CHZ) – la
regione in cui un pianeta può rimanere
abitabile per uno specifico periodo di tempo
(per esempio 4.6 Gy)
La Zona Abitabile
(Kasting et al. 1993)
100% vapore
Acqua Liquida
Instabilità climatica limite interno
Flusso Solare
effetto Serra
↑
↑
Temperatura
↑
Evaporazione
↑
100% Ghiaccio
Effetto Serra e suo impatto sul Vapore
acqueo
Fuga dell’H, Perdita di acqua
Altitude
Radiazione EUV
Fotodissociazione :
H2O + hν → OH +H
Temperatura
12
La Zona abitabile
(Kasting et al. 1993)
100% vapore
Acqua Liquida
100% Ghiaccio
Instabilità climatica al limite esterno
Flusso Solare
↓
Temperatura
↓
Modello climatico con
l’atmosfera Terrestre
Glaciazione oltre
101% ~ 110 % della
distanza Terra Sole
↑
Albedo
Ghiaccio e neve
↑
Zone Abitabili per le altre stelle
I limiti delle zone abitabili intorno a stelle di temperatura
diversa dal sole sono:
T
Spettro della Terra Nel Visibile
O3
O2
H2 O H2O
Falsi segni di Vita!
La produzione di Ossigeno può esserci in
alcune situazioni senza la presenza di vita...
Spettro Infrarosso della Terra
CO2
H2O
O3
H2O
Luce integrata della terra vista da TES (Thermal Emission Spectrometer) in rotta
verso MARTE (1996): CO2, O3, H2O.
L’Ozono
…fortunatamente la presenza dell’Ossigeno risulta da un forte
assorbimento dovuto all’Ozono prima di 10  m… Angel et al. 1986
Nature, 322, 341
Produzione di Ozono negli
strati alti: ciclo di Chapman
(1930)
La produzione di Ozono
dipende dalla quantità di
Ossigeno.
Marcatore
dell’ossigeno
biotico (non lineare)
Cosa
cercare
nell’infrarosso?
TOMBOLA!
Ricerca di civiltà intelligenti:SETI
Proposto da Drake 1960, non finanziato dal congresso americano 1993
Bkg Galattico dovuto
alla
radiazione
di
sincrotrone
raggi
cosmici
1.420
1.727
Per osservazioni da
terra , emissione di
H2O in atmosfera
WATER HOLE (1. ~ 20 Ghz)
Prove di comunicazione: Placca del Pioneer
10 (17-10-70) e 11
C. Sagan &
F. Drake
Prove di comunicazione:
il messaggio di Arecibo
(16-11-74)
F.Drake
Matrice binaria 23X79
(numeri
primi)
irradiata
dal
radio
telescopio
di
Arecibo
Verso
l’ammasso globulare M13 (tempo
previsto di arrivo del segnale
20000 anni)
Prove di comunicazione: il disco dei
Voyager
Sul disco sono
incise le istruzioni
per
leggere il
disco.
E
le
indicazioni
da
dove arriva.
Nel disco ci sono
115 immagini della
terra,
suoni,
musiche e frasi
nelle
diverse
lingue della terra
Paradosso di Fermi (1950)
“Se esistono, allora dove sono?”
Età del sole: ~4.55 Gy
Età della galassia: ~8 Gy
Tempo necessario per sviluppare una civiltà
intelligente:~3.5 Gy
Raggiunta la tecnologia: tempo necessario
esplorazione Galassia: 10-100 Myr
Non ci sono!
Quattro possibilità…
1.Non ci sono. …
2.Una visita non è possibile tecnicamente
3.Sono vicini, ma non sono stati trovati
4.Non sono interessati a noi
…ed una ipotesi: l’”Ipotesi Zoo”
J.Ball (1973) e C. Sagan (1973): ci sono, sono
talmente civilizzati che un incontro con loro
porterebbe ad una catastrofe come quella successa
ai nativi americani quando sono arrivati Colombo e
Cortez…quindi non vogliono farsi vedere, …ma ci
osservano.
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