I gas di zolfo possono giocare un ruolo di primo piano nella fotochimica delle atmosfere degli esopianeti


Venere a colori reali, elaborati dalle immagini Mariner 10.

In un nuovo studio pubblicato sulla rivista Nature Astronomy, un team di ricercatori planetari degli Stati Uniti e della Francia ha studiato il ruolo fotochimico del solfuro di idrogeno (H2S) nelle atmosfere degli esopianeti caldi ricchi di biossido di carbonio.


“Abbiamo scoperto che solo una piccola presenza di zolfo nell’atmosfera, meno del 2%, può avere un impatto importante su ciò che, e quante, particelle di foschia si formano”, ha detto il primo autore Dr. Chao He, un assistente ricercatore del Dipartimento di Scienze della Terra e Planetarie della Johns Hopkins University.

“Questo cambia completamente ciò che gli scienziati dovrebbero cercare e aspettarsi quando esaminano le atmosfere su pianeti al di là del nostro Sistema Solare”.

Mentre gli scienziati planetari sanno già che i gas di zolfo influenzano la fotochimica di molti pianeti del Sistema Solare come la Terra, Venere e Giove, non si sa molto sul ruolo dello zolfo nelle atmosfere degli esopianeti.

A causa del suo ruolo come elemento essenziale per la vita sulla Terra – emesso da piante e batteri, e presente in diversi amminoacidi ed enzimi – gli scienziati propongono di utilizzare prodotti a base di zolfo per la ricerca della vita al di là della Terra.

“Capire se lo zolfo esiste e come influisce su queste atmosfere può aiutare gli scienziati a determinare se i gas di zolfo possono essere utilizzati come fonte di origine della vita”, ha detto il Dr. He ha detto.

Il Dr. He e i suoi colleghi hanno condotto due serie di esperimenti utilizzando anidride carbonica, monossido di carbonio, azoto, idrogeno, acqua ed elio come guida per le loro miscele di gas iniziali

Un esperimento comprendeva l’1,6% di zolfo nella miscela e l’altro no. I ricercatori hanno effettuato gli esperimenti di simulazione in una camera di HAZE Planetaria (PHAZER) appositamente progettata.

Una volta nella camera, hanno esposto le miscele di gas a una delle due fonti di energia: plasma da una scarica di bagliore a corrente alternata o luce da una lampada a raggi ultravioletti.

Il plasma, una fonte di energia più forte della luce UV, può simulare attività elettriche come i fulmini e/o particelle energetiche, e la luce UV è il principale motore delle reazioni chimiche in atmosfere planetarie come quelle sulla Terra, Saturno e Plutone.

Dopo aver analizzato le particelle solide e i prodotti gassosi formatisi, il team ha scoperto che la miscela con lo zolfo aveva tre volte più particelle di foschia, o particelle solide sospese nel gas.

La maggior parte di queste particelle erano prodotti organici di zolfo piuttosto che acido solforico o octasulfur, che i ricercatori precedentemente ritenevano costituissero la maggior parte delle particelle di zolfo sugli esopianeti.

“Questa nuova informazione significa che se si cerca di osservare l’atmosfera di un esopianeta e di analizzarne gli spettri, quando prima ci si aspettava di vedere altri prodotti, ora ci si dovrebbe aspettare di vedere invece questi prodotti organici di zolfo”, ha detto il dott. Chao He.

“O, almeno, dovresti sapere che non sarebbe insolito che ci fossero”. Questo cambierebbe la spiegazione e l’interpretazione degli spettri che vedono da parte dei ricercatori”.

Allo stesso modo, i risultati dovrebbero indurre i ricercatori ad aspettarsi un maggior numero di particelle di foschia se osservano atmosfere di esopianeti con zolfo, poiché solo una piccola quantità di zolfo aumenta di tre volte il tasso di produzione di foschia.

Anche in questo caso, questo cambierebbe il modo in cui interpretano i loro risultati e potrebbe essere fondamentale per l’osservazione futura degli esopianeti.

“L’ultima grande implicazione dei nostri risultati è che essi spingono per una maggiore consapevolezza che molti prodotti a base di zolfo possono essere prodotti in laboratorio, in assenza di vita, quindi gli scienziati dovrebbero essere cauti ed escludere lo zolfo prodotto fotochimicamente prima di suggerire la presenza di zolfo come segno di vita”, ha detto il dott. Chao He.

Fonte