Venere: c’è vita tra le nuvole? – parte III

Poche settimane dopo lo straordinario annuncio della scoperta di una quantità inaspettata di fosfina nelle nuvole di Venere, nuovi studi mettono in dubbio i risultati precedenti.
La molecola di fosfina era interessante in quanto biomarker, ma da ulteriori analisi sugli stessi dati sembrerebbe che la sua presenza non può essere confermata.

In questo articolo:

La fosfina nelle nuvole di Venere

Un mese e mezzo fa uno studio di Jane S. Greaves e altri, pubblicato sulla rivista Nature, ha annunciato di aver trovato fosfina nelle nubi di Venere, in una quota tra 50 e 60 chilometri, là dove le condizioni di temperatura e pressione sono miti. Quasi come sulla superficie terrestre. Totalmente differente la chimica di quell’ambiente: troppo acida per essere anche solo paragonabile a qualsiasi ambiente naturale terrestre che conosciamo.

Se non conosci i dettagli della scoperta, ti consiglio la lettura di Venere: C’è vita tra le nuvole? – parte II, La fosfina.

La presenza di fosfina nell’atmosfera venusiana ha subito innescato speculazioni, al limite della fantascienza, di possibili forme di vita sul pianeta infernale. Sulla Terra infatti la fosfina è una molecola che ha origine artificiale antropica, nel senso che la fabbrichiamo nelle industrie per usarlo come pesticida per lo più, oppure è un sottoprodotto del metabolismo di alcuni microrganismi.

Su Venere, dando per scontato che non ci siano industrie, ma anche controllando che nessun fenomeno fisico o chimico potesse dare origine a questa molecola nell’ambiente in cui sarebbe stata osservata, si è pensato alla possibile origine biologica.

Se vuoi assicurarti che l’ipotesi di origine biologica abbia fondamento sensato e non sia ipotesi di sola sfrenata fantascienza (per non dire fantasia), ti consiglio di leggere Venere: C’è vita tra le nuvole? – parte I.

Dove sta(rebbe) l’inghippo?

“Un’affermazione straordinaria richiede prove straordinarie!”

… hanno detto diversi personaggi nel corso della storia, il più noto dei quali è forse Carl Sagan

La pubblicazione dello studio di Greaves non è certamente da meno. Anzi, si offre esattamente come caso esemplare di come procede la ricerca scientifica.

“La pubblicazione accelera la conferma o la confutazione, ovvero ciò che la scienza è, dopo che la ricerca della gloria è stata dimenticata”, dice Kevin Zahnle, ricercatore in scienze planetarie all’Ames Research Center della Nasa. Zahnle è stata una delle prime persone a leggere l’articolo sulla scoperta della fosfina, per offrire commenti prima della pubblicazione.

Detto, fatto. Subito dopo la pubblicazione, altri gruppi di ricerca hanno immediatamente setacciato i dati del primo studio, ottenuti grazie ai telescopi James Clerck Maxwell (Jcmt) e Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma), e hanno rifatto le analisi per controllare in prima persona l’affidabilità dei risultati.

Ora alcuni articoli, non ancora pubblicati ma sottoposti ad una rivista e in attesa di giudizio, affermano che non si può essere più così sicuri di aver effettivamente visto quella quantità di fosfina nelle nubi venusiane.

La stessa Jane Greaves, prima firma dell’articolo che annuncia la straordinaria presenza di fosfina, è tra gli autori di uno studio successivo che pone invece un limite massimo alla presenza di questa molecola nelle nubi di Venere 4 volte inferiore a quanto precedentemente stimato.

Un altro studio, anch’esso in attesa di valutazione ed eventuale pubblicazione, vuole dimostrare che c’è un vizio di forma proprio nel modo in cui il team che ha fatto la scoperta ha elaborato i dati ottenuti da Alma e Jcmt.

Nella conferenza stampa del 14 settembre 2020, i ricercatori hanno pubblicato una serie di documenti che confermano la rilevazione della fosfina nell’atmosfera di Venere. I dati di due telescopi indipendenti, Jcmt e Alma, mostrano entrambi la firma della fosfina a lunghezze d’onda radio. Quell’abbassarsi di quel grafico sovrapposto alla foto di Venere è il dato che indicherebbe la presenza della fosfina.
Immagine tratta dalla conferenza stampa online, crediti: Royal Astronomical Society

Le insidie dell’analisi dati

Bloccati lì!

Lo so che stai già pensando “Tsk! Fanno tanto i cervelloni e poi non capiscono se c’è fosfina o meno, quanta ce n’è, da dove viene,… Sbagliano, ritrattano, correggono,… ‘sti scienziati!”

Ecco, quel pensiero descrive esattamente come procede il progresso scientifico. Ed è un vantaggio, non un demerito.
Si osserva la natura, si fa una ragionevole ipotesi in base a ciò che conosciamo, si costruisce un esperimento per testare l’ipotesi: se l’ipotesi è confermata, si scrive la teoria. Valida teoria. Fino a prova contraria. Non c’è nulla di più esaltante per uno scienziato che trovare una crepa in una teoria: perché quella è la porta per una conoscenza scientifica che ancora non possediamo.

Fatta l’ipotesi, si raccolgono dati e li si studia. In astronomia non possiamo fare esperimenti, perché non è che costruiamo in laboratorio centinaia di universi in scatola per paragonarli e trarne conclusioni. (Pensa che bello sarebbe!) Possiamo però osservare l’unico universo a nostra disposizione.

Per comprenderlo, ci dobbiamo affidare ai dati e alla loro interpretazione. La parte spaventosa è quella intermedia: l’analisi dei dati grezzi.

Immagina numeri. Tanti numeri. Così tanti che studiarli a mano ci metteresti una vita e nemmeno ti basterebbe. Immagina di scrivere algoritmi per computer che facciano i calcoli al posto tuo. Così invece di una vita ci impieghi qualche giorno.

Siamo nell’era dei “big data”: volumi così imponenti di dati dai quali non si possono estrarre informazioni se non grazie a opportuni software scritti per analizzarli, sfruttando quindi la velocità dei computer nel fare i calcoli. La bravura di chi studia i dati sta nel saper selezionare le informazioni dal resto della mole di numeri. Questo problema era già noto da tempo ai ricercatori, che hanno sempre dovuto ragionare su quali dati sono sensati e quali sono artifici del processo e degli strumenti dell’osservazione.
Immagine: Markus Spiske via Unsplash

Il ricercatore deve conoscere lo strumento che ha preso i dati e la sorgente che lo strumento ha puntato. Ad esempio Venere, in questo caso. Deve decidere quali numeri (dati) sono rappresentativi della natura dell’oggetto o del fenomeno che sta studiando, e quali sono invece dati spuri introdotti dall’imperfezione di un qualsiasi sistema di osservazione e misura.

Questo processo non è banale. Eppure, ad esempio, lo fai ogni volta che sei in una stanza affollata. Hai presente quando stai cercando di sentire esattamente quello che ti dice una sola persona, magari quella che dal bancone del bar ti sta chiedendo cosa vuoi da bere, mentre sei al tuo tavolo in mezzo a tanta altra gente che chiacchiera più o meno ad alta voce? Bene: il tuo sistema orecchie-cervello seleziona la voce amica tra le decine e decine di altre, anche più vicine o più forti. Perché quella voce è la sorgente di informazione che ti interessa. Tu filtri automaticamente i dati, che contengono le informazioni che vuoi, dal rumore di sottofondo.

Saper selezionare bene i dati dal rumore di sottofondo in astronomia non è banale.

Una critica mossa alla scoperta di fosfina su Venere è proprio su questo processo di analisi e selezione dei dati. Introdurre troppi parametri nella stima del rumore di fondo per poterlo eliminare e “pulire” i dati, lasciando quelli interessanti, avrebbe causato una sovrastima di alcune caratteristiche che, in realtà, non corrisponderebbero a fenomeni fisici realmente osservati. In sostanza, avrebbero visto la riga della fosfina ma la riga era un artificio creato in fase di analisi dati e non esistente nella realtà.

Questa critica suona convincente se ti dico che intanto i ricercatori di Alma hanno scoperto un errore sistematico proprio sulla gestione del rumore dei loro dati forniti alla comunità scientifica e li stanno riprocessando per poi metterli nuovamente a disposizione, corretti.

E la saga continua…

Quando ad agosto ho letto il primo articolo che disegnava un ingegnoso sebbene dubbio (almeno secondo me) sistema per far sopravvivere microrganismi nelle nubi di Venere, ero molto indecisa se scriverne nel mio blog o meno. (Poi ne ho parlato, era il primo articolo di questa che ormai è diventata una saga…)
Le notizie riguardo possibili forme di vita, nel nostro sistema solare o oltre, eccitano immediatamente la fantasia dei giornalisti, dei titolisti e della gente che li legge.

Eppure sono in cima alla mia classifica di fatti ai quali “credo poco anche se lo vedo”.

Ricostruzione digitale del suolo di Venere
Mi piace ricordarti come Venere sia un postaccio con temperature al suolo che toccano soglie di oltre 460°C e pressioni 92 volte quelle che abbiamo al livello del mare sulla Terra. E in più con piogge acide.
Immagine: ricostruzione digitale del Monte Sapas su Venere. Crediti: Nasa\Jpl.

Però il buon Kevin (Zahnle, il ricercatore che ho citato prima) mi ha convinto. Se un team di ricercatori ha trovato qualcosa che sembra incredibile persino a loro stessi, ha due strade da percorrere: continuare a studiare lo stesso problema che pensa di aver già esaminato da ogni punto di vista, probabilmente commettendo gli stessi errori – se ci sono –, oppure pubblicare e lasciare che la scienza faccia il suo corso.

Altri ricercatori del settore arriveranno immediatamente per studiare con forze fresche e punti di vista differenti e in un batter d’occhio la conferma o la confutazione arriverà.

Adesso stiamo a vedere se questi articoli in pre-print (ovvero la fase in cui sono sottoposti alle riviste scientifiche ma devono ancora subire valutazione dei pari e avere l’ok alla pubblicazione) saranno accettati o meno. E vediamo un po’ come va a finire la saga della fosfina su Venere.


Se vuoi approfondire entrando anche nei tecnicismi che ho cecato di evitare per non appesanire questo articolo, ti consiglio:

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