C’è qualcosa di strano sulle superfici di Plutone e Titano, e per ora nessuno sa spiegarlo davvero. Il telescopio spaziale James Webb ha captato una firma chimica che non trova corrispondenza in nessuna delle banche dati spettroscopiche esistenti. Non un errore dello strumento, dicono i ricercatori, ma la traccia di un composto la cui identità resta un rebus. Potrebbe trattarsi di una miscela di materiali mai analizzata in laboratorio, oppure di una sostanza la cui chimica non è ancora stata descritta.
Il risultato arriva da uno studio in attesa di pubblicazione sulla rivista Astronomy & Astrophysics. Gli scienziati hanno individuato una banda di assorbimento centrata sui 5,113 micrometri sia su Titano sia su Plutone, due mondi lontani miliardi di chilometri l’uno dall’altro e con condizioni fisiche completamente diverse. Il segnale è comparso in osservazioni fatte con due strumenti differenti a bordo del telescopio, un dettaglio che ha convinto il gruppo di lavoro a escludere problemi di calibrazione o guasti tecnici.
La chiave di tutto sta in una tecnica chiamata spettroscopia. Ogni elemento o molecola reagisce alla luce in modo unico, assorbe determinate lunghezze d’onda e lascia un motivo caratteristico, una specie di impronta digitale. Per decenni i ricercatori hanno costruito cataloghi enormi con queste firme, riuscendo così a riconoscere acqua, metano, anidride carbonica o ammoniaca su pianeti, lune e corpi ben oltre i confini del sistema solare. Solo che stavolta, dal confronto, non è saltata fuori nessuna corrispondenza convincente. E trovare oggi una firma chimica che non si lega a niente di conosciuto è una faccenda piuttosto rara. Ecco perché capire cosa succede su questi due mondi potrebbe diventare la nuova grande domanda per la scienza planetaria.
Le ipotesi al vaglio e il ruolo della missione Dragonfly
Diverse strade sono già state percorse. Il gruppo ha passato al setaccio spettri di laboratorio di ghiacci e composti organici che potrebbero esistere su questi mondi, tra cui acetilene, benzene, chetene e una famiglia di molecole chiamate alleni. Nessuno riproduce esattamente il segnale osservato. L’ipotesi più credibile parla di un composto conosciuto che assume uno stato fisico o una miscela mai studiati prima, anche se non si esclude che il segnale arrivi da un materiale con una chimica ancora tutta da definire.
Il fatto che lo stesso segnale spunti in due luoghi tanto diversi rende il tutto ancora più affascinante. Titano ha un’atmosfera ricca di azoto e metano, con una pressione superficiale di circa 1,5 bar, più alta di quella terrestre, oltre a fiumi e laghi di metano liquido e temperature intorno ai 180 gradi sotto zero. Plutone, al contrario, conserva a malapena una sottile atmosfera di circa 10 microbar, quindi 150.000 volte meno densa, una superficie coperta da ghiacci di azoto, metano e monossido di carbonio e temperature vicine ai 235 gradi sotto zero.
Nonostante questo abisso di differenze, entrambi sviluppano una complessa chimica organica alimentata dalla radiazione solare e dai raggi cosmici, capace di produrre nuovi composti che finiscono per depositarsi in superficie. È proprio questa storia chimica condivisa che, secondo gli studiosi, potrebbe spiegare l’origine della misteriosa firma.
Sciogliere il mistero richiederà nuove osservazioni del James Webb e altri esperimenti per ricreare in laboratorio la chimica di questi due mondi ghiacciati. Le speranze sono riposte anche in Dragonfly, la missione della NASA che esplorerà la superficie di Titano. La sonda non potrà osservare direttamente questa firma infrarossa, ma il suo laboratorio chimico potrebbe riconoscere alcuni dei composti candidati e dare una mano a risolvere uno degli enigmi più intriganti sollevati dal telescopio sul sistema solare esterno.