Com sua incrível diversidade de vida, a Terra é única em nosso sistema solar. Mas quão rara é a biosfera da Terra – a fina camada de nosso mundo que sustenta a vida, estendendo-se alto em nossa atmosfera e nas profundezas de nossos oceanos – em nossa galáxia, a Via Láctea? Os astrônomos estão agora encontrando exoplanetas, ou mundos orbitando estrelas distantes, aos milhares. Eles estimam que existam bilhões de ex-mundos somente em nossa galáxia. Certamente, a galáxia deve estar repleta de vida. Ou é? Pesquisadores da Universidade de Nápoles, na Itália, sugerem o contrário. Seu novo estudo sugere que as biosferas semelhantes à Terra em exoplanetas potencialmente habitáveis podem ser raras.
Os pesquisadores publicaram seus resultados revisados por pares em maio nos Avisos Mensais da Royal Astronomical Society.
Biosferas semelhantes à Terra baseadas em oxigênio
O estudo se concentra em condições semelhantes às da Terra, onde a fotossíntese baseada em oxigênio pode ocorrer. Como sabemos por nosso próprio mundo, essas condições também podem permitir o desenvolvimento de uma vida mais complexa. Este processo é chamado de fotossíntese oxigenada, onde as plantas na Terra convertem luz e dióxido de carbono em oxigênio e nutrientes. Conforme descrito no artigo:
A fotossíntese oxigenada é o processo bioquímico mais importante na biosfera terrestre e provavelmente muito comum em outros planetas terrestres habitáveis, dada a disponibilidade geral de seus ingredientes químicos de entrada e de luz como fonte de energia. Portanto, é importante avaliar a possibilidade efetiva de fotossíntese oxigenada em planetas ao redor de estrelas em função de seu tipo espectral e da separação planeta-estrela.
Radiação estelar insuficiente
Mas com que facilidade isso poderia ocorrer em outros mundos potencialmente habitáveis? Tudo tem a ver com a quantidade de radiação estelar – chamada radiação fotossinteticamente ativa (PAR) – que o planeta recebe de sua estrela. Se houver pouca radiação, torna a fotossíntese muito mais difícil de começar. Do jornal:
Nosso objetivo é estimar o fluxo de fótons, a exergia e a eficiência exergética da radiação na faixa de comprimento de onda útil para a fotossíntese oxigenada em função da temperatura efetiva da estrela hospedeira e da separação planeta-estrela. Calculamos analiticamente essas quantidades e comparamos nossos resultados com as estimativas para a pequena amostra de planetas semelhantes à Terra conhecidos e descobrimos que a exergia é uma função crescente da temperatura efetiva da estrela, no intervalo de 2600?7200 K [2300-7000 Celsius ou 3700-12.500 Fahrenheit]. Depende tanto da separação estrela-planeta quanto da temperatura efetiva da estrela. As biosferas em exoplanetas em torno de estrelas frias podem ser geralmente limitadas em luz. Até agora, não observamos planetas terrestres comparáveis à Terra em termos de fluxo de fótons útil, exergia e eficiência exergética.
O planeta precisa receber radiação estelar suficiente para que os organismos vivos sejam capazes de produzir nutrientes e oxigênio molecular com eficiência. Estrelas que têm apenas cerca de metade da temperatura do sol não produzem radiação suficiente. A fotossíntese em planetas orbitando tais estrelas ainda poderia ocorrer, mas o crescimento da biosfera seria limitado.
Estrelas mais frias e mais quentes também têm problemas
As perspectivas de biosferas vibrantes diminuiriam ainda mais para estrelas anãs vermelhas, que têm apenas cerca de um terço do calor do nosso sol. Nesse cenário, não haveria radiação estelar suficiente para até mesmo a fotossíntese dar o pontapé inicial. De acordo com Giovanni Covone, da Universidade de Nápoles, principal autor do estudo:
Como as anãs vermelhas são de longe o tipo mais comum de estrela em nossa galáxia, este resultado indica que as condições semelhantes às da Terra em outros planetas podem ser muito menos comuns do que esperamos.
Estrelas que são mais quentes que nosso sol produzem muita radiação necessária, mas não vivem tanto quanto nosso sol. Isso, portanto, limita a quantidade de tempo disponível para a vida evoluir em quaisquer planetas.
Mundos adequados para biosferas semelhantes à Terra podem ser poucos e distantes entre si
No momento, os cientistas só sabem de um exoplaneta potencialmente habitável que chega perto de receber radiação estelar suficiente: Kepler-442b. Este planeta tem cerca de duas vezes a massa da Terra e está a 1.200 anos-luz de distância. Isto vem dos conhecidos exoplanetas rochosos e potencialmente habitáveis que foram encontrados até agora (atualmente 60). Deve-se notar, no entanto, que muito mais mundos rochosos como esses devem ser descobertos, à medida que a tecnologia melhora para encontrá-los. Em sua maioria, os planetas maiores do tipo gigante gasoso ainda são os mais fáceis de detectar.
Covone adicionou:
Este estudo impõe fortes restrições ao espaço de parâmetros para a vida complexa, então, infelizmente, parece que o “ponto ideal” para hospedar uma biosfera semelhante à da Terra não é tão amplo.
Outros tipos de biosferas
Os resultados gerais sugerem que os planetas capazes de sustentar biosferas semelhantes às da Terra podem ser poucos e distantes entre si. Claro, isso se baseia na vida como a conhecemos, no que sabemos sobre como a vida evoluiu na Terra e o papel da fotossíntese. É possível, no entanto, que possam existir biosferas alienígenas que não se parecem com a nossa. Pode haver aqueles que usam a fotossíntese de maneiras não encontradas em nosso planeta, ou nem mesmo usam a fotossíntese.
Conclusão: um novo estudo de pesquisadores da Universidade de Nápoles, na Itália, sugere que biosferas semelhantes à Terra, altamente evoluídas, podem ser raras em exoplanetas. Muitas estrelas não emitem energia suficiente para a vida se desenvolver além do estágio básico de fotossíntese ou não vivem o suficiente para que a vida evolua em quaisquer planetas que possam ser adequados.
Publicado em 09/07/2021 10h26
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