Bioassinaturas em exoplanetas: A caça à vida além do sistema solar

Em junho, os astrônomos compartilharam uma descoberta um tanto desanimadora: O Telescópio Espacial James Webb (JWST, na sigla em inglês) não detectou uma atmosfera substancial ao redor de TRAPPIST-1 C, um exoplaneta rochoso situado em um intrigante sistema planetário. 

Esse sistema, centrado em uma estrela vermelha e fraca, a TRAPPIST-1, compreende sete planetas rochosos, alguns dos quais estão localizados na zona habitável. Essa zona é onde a distância de um planeta de sua estrela permite a possível existência de água líquida em sua superfície, um fator-chave na busca por vida extraterrestre.

Foto de Carlos Kenobi na Unsplash 

A questão de como identificar a vida, caso ela exista, tem sido contemplada há muito tempo pelos cientistas. Graças ao JWST, essa pergunta está agora se tornando praticamente abordável. Nos próximos anos, o telescópio tem o potencial de examinar as atmosferas de vários exoplanetas promissores que orbitam estrelas distantes. Ocultas na química dessas atmosferas podem estar as primeiras pistas de vida além do nosso sistema solar. No entanto, isso apresenta um desafio significativo: o que constitui uma verdadeira assinatura química da vida? 

De acordo com Joshua Krissansen-Totton, um cientista planetário da Universidade de Washington, a tarefa em questão envolve extrair conclusões profundas a partir de informações planetárias limitadas. Detectar uma bioassinatura requer métodos inovadores para interpretar as observações de exoplanetas. 

Os telescópios mais poderosos, incluindo o JWST, raramente fornecem visões diretas de exoplanetas. Em vez disso, os astrônomos concentram seus telescópios em estrelas e aguardam o trânsito, ou passagem, dos planetas na frente dessas estrelas. Durante os trânsitos, uma parte da luz estelar passa pela atmosfera do exoplaneta, causando variações na luminosidade da estrela em comprimentos de onda específicos, dependendo das substâncias químicas na atmosfera. Essas flutuações na luminosidade se assemelham a um código de barras químico para o planeta em trânsito.

Inicialmente, os cientistas contemplaram o oxigênio, abundante na Terra devido à fotossíntese, como uma possível bioassinatura independente. No entanto, o oxigênio pode originar-se de processos não biológicos, como a luz solar que quebra a água na atmosfera do planeta. Portanto, os pesquisadores agora preferem considerar gases em um contexto mais amplo. 

Por exemplo, embora o metano possa ser produzido tanto com quanto sem vida, a presença simultânea de metano e oxigênio seria particularmente intrigante, pois essa combinação é difícil de explicar sem vida. Além disso, pesquisas recentes de Krissansen-Totton e colegas sugerem que encontrar metano juntamente com proporções específicas de outros gases, como dióxido de carbono, seria difícil de explicar sem a intervenção da vida. 

Além disso, estudar as variações na atmosfera de um exoplaneta ao longo do tempo, como as flutuações sazonais na concentração de ozônio, poderia fornecer um contexto valioso que fortalece bioassinaturas aparentemente fracas.

Para evitar fazer suposições sobre a natureza da bioquímica alienígena, alguns cientistas estão explorando bioassinaturas agnósticas. Uma abordagem possível envolve avaliar o grau de “surpreendência” química ou desequilíbrio químico em uma atmosfera de exoplaneta. O desequilíbrio químico indica que algo interessante está acontecendo, potencialmente relacionado à vida, mas não é um indicador definitivo por si só. 

David Kinney, um filósofo da ciência da Universidade de Yale, colaborou com o biófisico Chris Kempes do Instituto Santa Fé para desenvolver um método para detectar bioassinaturas agnósticas. Sua abordagem gira em torno da identificação dos planetas mais estranhos, comparando as composições químicas das atmosferas dos exoplanetas. A suposição subjacente é que a vida é rara, deixa rastros detectáveis nas atmosferas planetárias e é difícil de imitar sem vida.

No entanto, para reduzir a incerteza, os cientistas devem adquirir uma compreensão abrangente da geologia alienígena e da química atmosférica. Focar em planetas sem vida poderia ajudar nesse sentido. Laura Kreidberg, do Instituto Max Planck de Astronomia, defende o estudo de planetas desprovidos de vida para reunir conhecimento fundamental antes de avaliar a habitabilidade. Por exemplo, uma questão fundamental é se os planetas rochosos observados pelo JWST terão atmosferas, dada a possível remoção atmosférica devida à radiação de estrelas anãs vermelhas, como a TRAPPIST-1. 

Em última análise, a acumulação de evidências ao longo do tempo levará a uma melhor compreensão dos exoplanetas rochosos e da busca por vida extraterrestre. À medida que mais dados se tornam disponíveis, os cientistas podem testar e, se necessário, revisar suas hipóteses.

Nas palavras de Kreidberg, a astronomia é uma ciência de descoberta que muitas vezes desafia previsões e desafia estruturas existentes à medida que novos dados surgem.

Fonte: Hypescience.com