Os cientistas podem precisar repensar suas estimativas de quantos planetas fora do nosso sistema solar poderiam abrigar uma rica diversidade de vida.
Em um novo estudo, uma equipe liderada pela UC Riverside descobriu que um acúmulo de gases tóxicos nas atmosferas da maioria dos planetas os torna impróprios para a vida complexa como a conhecemos.
Tradicionalmente, grande parte da busca por vida extraterrestre tem se concentrado no que os cientistas chamam de “zona habitável”, definida como o intervalo de distâncias de uma estrela quente o suficiente para que a água líquida pudesse existir na superfície de um planeta. Essa descrição funciona para micróbios básicos unicelulares – mas não para criaturas complexas como animais, que incluem desde simples esponjas até seres humanos.
O trabalho da equipe, publicado hoje no The Astrophysical Journal, mostra que a contabilização dos níveis previstos de certos gases tóxicos restringe a zona segura para vida complexa em pelo menos metade – e, em alguns casos, elimina-a completamente.
“Esta é a primeira vez que os limites fisiológicos da vida na Terra foram considerados para prever a distribuição da vida complexa em outras partes do universo”, disse Timothy Lyons, um dos co-autores do estudo, um ilustre professor de biogeoquímica no Departamento de UCR. Earth and Planetary Sciences, e diretor do Centro Alternativo de Astrobiologia da Terra, que patrocinou o projeto.
“Imagine uma ‘zona habitável para a vida complexa’ definida como uma zona segura, onde seria plausível apoiar ecossistemas ricos, como encontramos hoje na Terra”, explicou Lyons. “Nossos resultados indicam que ecossistemas complexos como o nosso não podem existir na maioria das regiões da zona habitável como tradicionalmente definidos.”
Usando modelos computacionais para estudar o clima atmosférico e fotoquímica em uma variedade de planetas, a equipe primeiro considerou o dióxido de carbono. Qualquer mergulhador sabe que muito desse gás no corpo pode ser fatal. Mas planetas muito distantes de sua estrela anfitriã exigem dióxido de carbono – um potente gás de efeito estufa – para manter a temperatura acima do ponto de congelamento. Terra incluída.
“Para sustentar a água líquida na periferia da zona habitável convencional, um planeta precisaria de dezenas de milhares de vezes mais dióxido de carbono do que a Terra hoje”, disse Edward Schwieterman, principal autor do estudo e colega do Programa de Pós-Doutorado da NASA. . “Isso está muito além dos níveis conhecidos como tóxicos para a vida humana e animal na Terra”.
O novo estudo conclui que a toxicidade do dióxido de carbono, por si só, restringe a vida animal simples a não mais do que metade da tradicional zona habitável. Para os seres humanos e outros animais de ordem superior, que são mais sensíveis, a zona segura encolhe para menos de um terço dessa área.
Além disso, nenhuma zona segura existe para certas estrelas, incluindo dois dos vizinhos mais próximos do Sol, Proxima Centauri e TRAPPIST-1. O tipo e a intensidade da radiação ultravioleta que essas estrelas mais frias emitem podem levar a altas concentrações de monóxido de carbono, outro gás mortal. O monóxido de carbono se liga à hemoglobina no sangue animal – o composto que transporta oxigênio pelo corpo. Mesmo pequenas quantidades podem causar a morte de células do corpo devido à falta de oxigênio.
O monóxido de carbono não pode se acumular na Terra porque o nosso sol mais quente e brilhante gera reações químicas na atmosfera que o destrói rapidamente. Embora a equipe tenha concluído recentemente que as bioesferas microbianas podem ser capazes de prosperar em um planeta com abundante monóxido de carbono, Schwieterman enfatizou que “estes certamente não seriam bons lugares para a vida humana ou animal como a conhecemos na Terra”.
Os cientistas confirmaram cerca de 4.000 planetas orbitando outras estrelas além do sol, mas nenhum deles será possível visitá-los pessoalmente. Eles estão simplesmente muito longe. A mais próxima é a Proxima Centauri b, que levaria 54.400 anos para que a espaçonave atual chegue. Usar telescópios para detectar a abundância de certos gases em suas atmosferas é uma das únicas maneiras de estudar esses chamados exoplanetas.
“Nossas descobertas fornecem uma maneira de decidir quais desses miríades de planetas devemos observar com mais detalhes”, disse Christopher Reinhard, ex-aluno de pós-graduação da UCR e professor assistente do Instituto de Tecnologia da Geórgia, co-autor do estudo, e co Líder da equipe Alternative Earths. “Nós poderíamos identificar planetas habitáveis ??com níveis de dióxido de carbono ou monóxido de carbono que provavelmente são muito altos para suportar vida complexa.”
As descobertas do trabalho anterior da equipe já estão informando missões espaciais da próxima geração, como o Observatório de Exoplanetas Habitáveis ??proposto pela NASA. Por exemplo, como o oxigênio é essencial para a vida complexa na Terra e pode ser detectado remotamente, a equipe vem estudando o quão comum pode ser em diferentes atmosferas de planetas.
Além da Terra, nenhum planeta em nosso sistema solar hospeda a vida que pode ser caracterizada à distância. Se a vida existe em outras partes do sistema solar, explicou Schwieterman, ela está bem abaixo de uma superfície rochosa ou gelada. Assim, os exoplanetas podem ser a nossa melhor esperança para encontrar mundos habitáveis ??mais parecidos com os nossos.
“Acho que mostrar como o nosso planeta é raro e especial só aumenta a possibilidade de protegê-lo”, disse Schwieterman. “Até onde sabemos, a Terra é o único planeta no universo que pode sustentar a vida humana.”
Publicado em 11/06/2019
Artigo original: https://phys.org/news/2019-06-narrows-advanced-life-universe.html
Veja o estudo publicado no Astrophisical Journal: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab1d52/pdf
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