Extremófilos cultivados sob um simulador de luz estelar sugerem que exoplanetas orbitando estrelas anãs vermelhas podem ter condições maduras para a fotossíntese, dizem os pesquisadores.
Nosso vizinho astronômico mais próximo é Proxima Centauri, uma pequena estrela anã vermelha a cerca de 4,25 anos-luz daqui. Nos últimos anos, Proxima se tornou o foco de grande atenção. Em 2016, os astrônomos descobriram que ele hospedava um exoplaneta do tamanho da Terra na zona habitável, onde as condições deveriam ser propícias para água líquida.
Então, no ano passado, os astrônomos detectaram um sinal de rádio incomum que parecia vir daquela parte do céu. A fonte mais provável do sinal é a interferência de rádio na Terra, mas vários astrônomos discutiram a possibilidade de que poderia ser uma tecnossignatura de uma civilização Proxima Centauri.
Toda essa excitação mascara uma questão muito mais básica e óbvia, que é se uma anã vermelha poderia hospedar vida, visto que a luz que ela produz é muito mais fria, mais fraca e vermelha do que a luz que sustenta a vida na Terra.
Agora recebemos uma espécie de resposta graças ao trabalho de Riccardo Claudi no Observatório Astronômico de Padova, na Itália, e colegas que recriaram o espectro de luz das anãs vermelhas e mostraram que as bactérias podem coletá-lo para a fotossíntese.
Seu trabalho sugere que, pelo menos no que diz respeito ao espectro de luz, as anãs vermelhas têm a capacidade de hospedar formas de vida fotossintética. Por sua vez, isso sugere o tipo de bioassinatura que essas formas de vida podem apresentar a observadores distantes, como nós.
Exoplaneta hosts
Primeiro, algumas informações básicas. As anãs vermelhas são os lugares mais promissores para procurar exoplanetas porque são pequenos, então os planetas aparecem mais facilmente quando passam na frente e porque têm pouca massa, então os planetas orbitam mais perto e rapidamente. Isso significa que suas ocultações periódicas são mais fáceis de monitorar.
Como resultado, os astrônomos encontraram um grande número de exoplanetas ao redor das anãs vermelhas, muitos orbitando na zona habitável. Mas mesmo para esses planetas, os biólogos questionaram se as funções biológicas básicas, como a fotossíntese, poderiam operar nessas condições mais escuras e vermelhas.
A fotossíntese é uma forma de transformar a energia da luz em energia química que as plantas e bactérias podem usar como combustível. Ele funciona apenas dentro de uma determinada faixa de comprimentos de onda. Por muito tempo, os biólogos pensaram que isso se estendia de cerca de 400 nanômetros (violeta) a 700 nanômetros (vermelho distante).
A luz com comprimentos de onda mais curtos no ultravioleta é muito energética e tende a danificar as células e a maquinaria molecular que elas contêm, enquanto a luz com comprimentos de onda mais longos no infravermelho não tem energia suficiente para quebrar ligações químicas e, portanto, não pode ser aproveitada para fotossíntese.
No entanto, nos últimos anos, os pesquisadores descobriram cianobactérias extremófilas com clorofila que estendem os limites conhecidos da fotossíntese, captando luz em comprimentos de onda de até 750 nanômetros. Esses organismos podem sobreviver em ambientes com pouca luz, onde outras bactérias morreriam.
Para Claudi e colegas, a questão óbvia é se essas mesmas cianobactérias poderiam sobreviver com a luz das anãs vermelhas. Então eles decidiram descobrir.
A equipe criou um ambiente que simula o espectro de luz que as estrelas anãs vermelhas produzem. Tem pouca luz azul e verde, mas muita luz vermelha; também é mais escuro. O ambiente também pode reproduzir o espectro da luz solar comum e até mesmo produzir luz vermelha distante. A equipe então tentou cultivar vários tipos de bactérias nesses ambientes.
Essas bactérias incluíam a Chlorogloeopsis Thermalis, uma cianobactéria extremófila capaz de fotossintetizar na luz vermelha distante e que prospera em fontes termais. A bactéria também incluiu Synechocystis sp. PCC 6803, uma cianobactéria bem estudada que não consegue capturar a luz vermelha distante.
Colheitadeiras Starlight
Os resultados vão entusiasmar os astrobiólogos. Chlorogloeopsis Thermalis foi capaz de crescer sob um espectro de anã vermelha e até mesmo sob luz vermelha sozinha. No entanto, Synechocystis sp. O PCC 6803 não cresceu apenas sob a luz vermelha, embora, curiosamente, tenha crescido sob um espectro de anã vermelha, onde foi capaz de colher a luz não vermelha que a estrela produz.
Isso acaba com a ideia de que as anãs vermelhas não produzem luz que os vivos possam colher. Mas não é prova de que essas estrelas realmente suportam vida. Na verdade, existem muitos outros obstáculos potenciais no que diz respeito à vida.
Astrobiologistas temem que os exoplanetas ao redor das anãs vermelhas possam não ter água suficiente ou outros produtos químicos voláteis, que eles possam ser expostos a ultravioleta extremo de chamas a que essas estrelas são propensas. Esses fatores estão além do escopo do presente artigo.
No entanto, se a fotossíntese for possível nesses exoplanetas, eles podem muito bem exibir os sinais indicadores para observadores distantes. Isso pode incluir uma atmosfera rica em oxigênio. O oxigênio da Terra é o resultado da fotossíntese, embora alguns geólogos planetários digam que tal atmosfera também poderia ser criada pela luz solar transformando a água em hidrogênio e oxigênio.
Uma assinatura mais persuasiva seria uma ?borda vermelha?, uma queda brusca no espectro da luz refletida causada pela absorção fotossintética na superfície. Eles presumivelmente teriam comprimentos de onda muito maiores do que a borda vermelha que a Terra produz.
Isso seria uma evidência tentadora, porque não há nenhum mineral natural conhecido que pudesse fazer uma superfície planetária refletir a luz dessa maneira.
Pelo menos não devemos esperar muito para saber mais. A próxima geração de telescópios espaciais é projetada para procurar exatamente esse tipo de evidência. Em particular, o telescópio James Webb, substituto do Hubble, está programado para ser lançado ainda este ano e deve ser capaz de estudar a natureza dos exoplanetas orbitando outras estrelas pela primeira vez. Astrobiólogos estão lambendo os lábios.
Publicado em 30/01/2021 15h22
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