Vita sospesa tra le nuvole di Venere: è possibile?

Nel 2023 i telescopi JCMT e ALMA hanno captato un segnale di fosfina nell’atmosfera di Venere. La fosfina è un gas raro sulla Terra, prodotto da attività microbica e industriale, quindi è considerata un possibile indicatore di vita. Gli scienziati hanno ipotizzato che, se esistono microrganismi su Venere, non nuotano liberi, ma vivono dentro le gocce di acido solforico che formano le nuvole. Per capire se queste gocce possono ospitare vita, hanno calcolato il tempo di caduta di Stokes: più grande è la goccia, più velocemente scende verso le zone più calde. Se il tempo di caduta è molto più lungo del ciclo di replicazione di un microbo, la cellula ha il tempo di crescere e riprodursi prima di morire. I risultati mostrano che gocce di dimensioni inferiori a pochi micrometri soddisfano questo requisito, rimanendo sospese per giorni o settimane. Inoltre, le piogge di raggi cosmici, che bombardano l’atmosfera, potrebbero fornire energia per reazioni chimiche utili alla vita. In sintesi, la fosfina, le piccole gocce e l’energia dei raggi cosmici creano un ambiente potenzialmente ospitale, anche se molto diverso da quello terrestre. Ricerche future con missioni più precise cercheranno di confermare o smentire questa affascinante possibilità.

La fosfina (PH₃) è una molecola altamente riducente, instabile in ambienti ossidanti come quello terrestre. La sua presenza su Venere è sorprendente perché l’atmosfera è dominata da anidride carbonica e acido solforico, condizioni che dovrebbero distruggere rapidamente PH₃. Le misurazioni di JCMT e ALMA hanno mostrato una linea di assorbimento a 267 GHz con un rapporto segnale‑rumore di circa 15σ, suggerendo una concentrazione di fosfina dell’ordine di 20 ppb nella zona delle nuvole (altitudine 50‑60 km). Per spiegare questa concentrazione, gli autori hanno proposto due scenari: produzione chimica non biologica (ad esempio, reazioni catalizzate da superfici di ferro o fosfati) o produzione biologica da parte di microrganismi aeriformi.

Il modello di “gocce sospese” si basa sulla dinamica di particelle in un fluido viscoso. Il tempo di caduta di Stokes t_f = (2ρ_p r²)/(9η) dipende dalla densità della particella ρ_p, dal raggio r e dalla viscosità η dell’atmosfera venereana (≈ 0.01 Pa·s a 55 km). Per una goccia di r = 2 µm, t_f supera le 10⁵ s, cioè più di un giorno, mentre il ciclo di replicazione di un ipotetico microbo termofilo è stimato in 10⁴–10⁵ s. Questo margine permette la crescita cellulare prima della sedimentazione.

I raggi cosmici, prevalentemente protoni ad alta energia, interagiscono con l’atmosfera creando una cascata di particelle secondarie (muoni, elettroni, fotoni). Queste particelle possono ionizzare molecole, generare radicali liberi e fornire energia per sintesi prebiotica. In particolare, la produzione di H₂ e CH₄ da parte di radiazioni può alimentare vie metaboliche anaerobiche. Inoltre, la radiazione può indurre mutazioni, accelerando l’evoluzione microbica in un ambiente estremamente dinamico.

Infine, la stabilità termodinamica della fosfina dipende dalla temperatura e dalla pressione. Nelle nuvole di Venere (≈ 230 K, 1 bar), la vita della fosfina è di poche ore, ma una continua produzione da parte di microrganismi potrebbe mantenere un equilibrio dinamico. La verifica sperimentale richiederà sonde in grado di campionare direttamente le gocce, analizzare la composizione chimica e cercare tracce di biomolecole (DNA, lipidi). Solo così potremo distinguere tra processi abiogenici e biologici.