Dossier

La vita nell'universo

Introduzione all'astrochimica e alla bioastronomia

In qualche modo l'astrofisica moderna sembra avere trovato una traduzione materiale alle idee metafisiche dei presocratici citate nelle sezioni precedenti. Questi germi della realtà, questi semi che si muovono a partire da ideali "serbatoi" del tutto e in cui tutte le cose sono contenute in potenza per divenire materia altrove, sono paragonabili a polvere di stelle.

Al di là di possibili e sempre graditi romanticismi, si è infatti capito nel secolo scorso come le stelle altro non sono che fabbriche di elementi chimici. Negli altiforni dei loro nuclei all'interno dei quali vi sono temperature di milioni di gradi, i costituenti fondamentali della materia- protoni, neutroni ed elettroni- si rimescolano unendosi e dissociandosi in continuazione. Da questa danza combinatoria possibile solo negli "esclusivi" interni stellari, emergono le configurazioni particolari di questi elementi fondamentali da noi meglio conosciute come specie chimiche. Alcune stelle, a causa delle loro spropositate dimensioni, al termine della loro breve vita fanno una fine esplosiva, fenomeno chiamato dagli astronomi di "supernova", lasciando in eredità a tutto lo spazio circostante le diverse specie chimiche prodotte al loro interno.

Il frequente apporto chimico garantito da queste esplosioni stellari durante i circa quattordici miliardi di anni di vita del nostro Universo, ha permesso di spargere un po'ovunque la "polvere di stelle" e tutto il cosmo osservabile, sottoposto a indagini spettroscopiche, rivela di essere omogeneamente fatto della stessa chimica ovunque si volga lo sguardo. I diversi modi di produzione degli elementi negli interni stellari vanno sotto il nome di "catene". Il termine sta a indicare come, una volta partito il processo con la fusione dell'idrogeno, si susseguano tutta una serie di reazioni che portano gradualmente la stella a produrre in ordine di crescente complessità tutti gli elementi presenti nella tabella di Mendelejev (meno ovviamente gli elementi sintetizzati dall'uomo). E' così quindi che, a partire dall'idrogeno e dall'elio- formatisi spontaneamente nella prima nucleosintesi all'inizio della storia del cosmo- le stelle, al variare della loro massa e quindi della lunghezza della loro vita (più sono grandi e massicce e meno a lungo vivono, consumando subito l'energia necessaria per il loro mantenimento) creano il litio, il berillio, il boro e tutti gli altri elementi a noi noti.

Tra questi, generati all'interno della catena che va sotto il nome di ciclo CNO, troviamo alcuni che, assieme all'idrogeno, il fosforo e il potassio, sono essenziali per la vita come la conosciamo qui sulla Terra e che per questo vengono indicati come elementi biogeni: il carbonio (C), l'azoto (N) e l'ossigeno (O), appunto.

Bioastronomia

Alla luce di questi dati, si ritiene possa essere utile dare di seguito la traccia del possibile programma della ricerca bioastronomica, così come esemplificato in punti da Cristiano Batalli Cosmovici, programma che fa capire ancora una volta come la ricerca di altre forme di vita nell'Universo debba avere necessariamente un carattere multidisciplinare. In questa trattazione ci limiteremo, per non tradire l'intenzione puramente divulgativa di questo dossier e senza alcuna impossibile pretesa di completezza, a una esposizione sommaria dei punti a) e d) consigliando la lettura di testi specifici per gli altri due item.

Il programma della ricerca del fenomeno vita nel cosmo, che può servire anche da spiegazione di come sia da intendersi il termine bioastronomia e il corrispettivo aggettivo derivato bioastronomico, viene quindi esemplificato nelle seguenti fasi:

a) l'evoluzione e i composti biogeni;

b) l'evoluzione prebiotica;

c) l'evoluzione primordiale della vita;

d) l'evoluzione avanzata della vita e la sua espansione nell'Universo.

Secondo lo schema di Cosmovici, esperto di chiara fama mondiale e convinto assertore della possibilità che siano proprio le comete- data la sequenza di reazioni chimiche che avvengono sui loro nuclei ghiacciati responsabili della formazione di molecole organiche molto complesse- il vero mezzo di cui si serve la vita per diffondersi nell'Universo il punto a) consiste nel seguire la storia dei sei elementi biogeni (idrogeno, carbonio, azoto, ossigeno, fosforo e zolfo) dal momento del loro "concepimento" all'interno degli "uteri" stellari fino alla loro comparsa tra i costituenti la materia protoplanetaria.

Alcuni astronomi sostengono la tesi dell'origine cosmica della nostra chimica usando un ulteriore argomento del tutto simile a quello addotto da lord Kelvin a favore di un approccio statistico per lo studio di alcuni dei grandi temi della fisica.

La tesi di Kelvin prevede che si esegua il seguente esperimento mentale: preso un bicchiere d'acqua e contrassegnate in qualche modo (fantascientifico!) tutte le molecole al suo interno, una volta svuotato in mare e distribuito uniformemente il suo contenuto su tutta la superficie della Terra ricoperta da mari e oceani, qualsiasi campione d'acqua marina in seguito prelevato conterrà almeno un centinaio delle molecole precedentemente contrassegnate.

In modo del tutto simile alcuni hanno calcolato che, grazie al lavoro congiunto delle esplosioni di supernova e dei venti che spirano da tutte le superfici stellari, a ognuno di noi arrivano atomi di idrogeno da tutte le stelle della nostra galassia, mentre il dieci per cento del totale di questo apporto ci proviene dalle galassie vicine.

Figli delle stelle

E'in questo senso che- sorprendendo quanti credono, spesso a ragione, che l'amore fa dire stupidaggini- ci troviamo pienamente d'accordo con chi ventiquattro anni fa cantava "Noi siamo figli delle stelle": il significato fisico di questo ritornello può sembrare strano solo se si perde di vista che, per il fatto stesso di vivere nell'Universo, siamo sicuramente figli di un processo che ha avuto luogo al suo interno. Tutti gli atomi che compongono la realtà sono stati fabbricati con l'Universo o, in seguito, all'interno delle stelle. Nel nostro "genoma chimico" vi sono quindi tracce di quello dell'Universo stesso!

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