Alguns cientistas acreditam que o universo está repleto de vida. Outros não têm tanta certeza.
Os humanos se perguntam sobre a vida no universo desde a antiguidade. Os primeiros filósofos gregos argumentaram que o cosmos continha “uma pluralidade de mundos”. Hoje sabemos que os sistemas exoplanetários são de fato onipresentes, mas a questão agora é: quão comuns são os planetas que podem sustentar a vida?
Em 2000, o paleontólogo Peter Ward e o astrônomo Donald Brownlee, da Universidade de Washington em Seattle, escreveram um livro polêmico, Rare Earth: Why Complex Life Is Uncommon in the Universe (Copernicus). Nele, eles propõem que a Terra é um mundo incomum, onde formas de vida complexas se desenvolveram por um longo período. Eles ainda afirmam que, embora a vida unicelular simples possa ser abundante no universo, a vida complexa deve ser extremamente rara.
Em nítido contraste, o notável astrofísico do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics Avi Loeb argumenta apaixonadamente em seu livro Extraterrestrial: The First Sign of Intelligent Life Beyond Earth (Mariner Books, 2021): “Dada a onipresença de planetas habitáveis, é o cúmulo da arrogância para concluir que somos únicos.”
O debate sobre habitabilidade e vida no universo continua aberto. No passado, os astrônomos falavam em encontrar “mundos Goldilocks” – planetas na zona habitável (HZ) de suas estrelas, onde a temperatura era ideal para água líquida na superfície. Mas as últimas duas décadas de pesquisa mostraram que só porque um planeta está no HZ não significa que seja necessariamente habitável.
A zona de Cachinhos Dourados
Em Rare Earth, Ward e Brownlee sugerem que, para a evolução da vida complexa, vários requisitos parecem essenciais: um planeta do tipo terrestre de tamanho apropriado com uma órbita estável, dentro da zona habitável de uma estrela estável. Além disso, o planeta precisa da atmosfera certa, placas tectônicas e uma grande lua, e deve residir dentro do tipo certo de sistema. Se a maioria desses atributos, eles argumentam, não forem atendidos por vários bilhões de anos, é improvável que a vida complexa apareça.
Os cientistas reconhecem dois tipos de zonas habitáveis: estelar e galáctico. A primeira é a região orbital em torno de uma estrela onde um planeta pode suportar água líquida em sua superfície.
O segundo tipo é a zona habitável galáctica (GHZ), abrangendo uma região na Via Láctea na qual uma estrela atende a outros critérios para suportar vida complexa. Esta região está longe do centro galáctico, onde a densidade estelar é muito maior do que na localização do Sol. Portanto, a Terra não está tão exposta a supernovas potencialmente mortais e explosões de raios gama prejudiciais à vida complexa.
O conceito de zona habitável estelar mudou desde sua introdução pelo astrofísico Su-Shu Huang em 1959. Ele argumentou que os melhores candidatos para hospedar planetas dentro de zonas habitáveis são provavelmente as estrelas F, G e K, que variam de cerca de 0,6 a 1,6 vezes a massa do Sol. Embora essa afirmação tenha resistido ao teste do tempo, nossa perspectiva de habitabilidade centrada na Terra ampliou-se significativamente.
Como o radioastrônomo Alan Bridle, do Observatório Nacional de Radioastronomia em Charlottesville, Virgínia, coloca sucintamente: “Habitável por quê?” Ele pergunta: “Supondo que criaturas sencientes tenham evoluído felizmente em um oceano sob o gelo de Encélado ou Europa, eles ficariam perplexos com argumentos de que o HZ para a vida dependente da água não se estende até Marte?”
O caso da Terra Rara
Então, os mundos Cachinhos Dourados (como a Terra) são capazes de promover formas de vida tecnologicamente avançadas raras em nossa galáxia? Quando Rare Earth foi publicado, apenas cerca de 100 exoplanetas haviam sido encontrados, a maioria dos quais eram gigantes gasosos fáceis de detectar. Qual é a situação duas décadas e cerca de 5.000 planetas depois?
Ward e Brownlee argumentam que o tipo certo de sistema estelar para hospedar vida complexa é um como o nosso, com uma única estrela da sequência principal, planetas rochosos em seu HZ e um gigante gasoso distante como Júpiter. O Sol é classe espectral G, que compreende cerca de 9% das estrelas que queimam hidrogênio na Via Láctea. Estrelas anãs de classe M são as estrelas mais comuns e de vida mais longa. No entanto, eles parecem menos adequados porque bombardeiam seus planetas com radiação de explosões estelares.
Além disso, como os HZs em torno das anãs M estão relativamente próximos, os planetas estão sujeitos a forças de maré que travam sua rotação, deixando um lado quente e um lado frio. As estrelas do tipo solar parecem mais adequadas porque sua luminosidade não varia tanto e ainda têm vidas relativamente longas – 4 bilhões a 10 bilhões de anos. Estrelas de maior massa são mais quentes e duram menos.
Outros componentes-chave na suposição de que as Terras são raras são a presença de Júpiter, nossa lua relativamente grande e as placas tectônicas. Como a influência gravitacional de Júpiter desviou asteroides e cometas para longe do início do sistema solar interno, ela reduziu a frequência dos impactos da Terra e permitiu que a vida prosperasse e evoluísse. E a Lua desempenha um papel crucial ao manter a inclinação do nosso planeta em torno de 23°, o que garante que os ciclos sazonais e as marés oceânicas não sejam muito extremos. Nosso grande satélite também gerou forças de maré que induziram placas tectônicas na crosta terrestre. Pensa-se que esses processos permitem mudanças evolutivas constantes, permitindo que a vida se diversifique e se torne mais complexa.
Também considerados cruciais são a água líquida e o campo magnético do nosso planeta. A água, como sabemos, é vital para a vida na Terra. E o forte campo magnético do nosso planeta protege sua superfície da radiação solar prejudicial e dos raios cósmicos, por isso provavelmente facilitou a gênese da vida complexa.
O caso contra a Terra Rara
Apesar dos argumentos descritos acima, a maioria dos pesquisadores hoje evita julgar ou discorda das noções de que a Terra é anômala. O consenso é que simplesmente não temos dados suficientes para entender como os planetas semelhantes à Terra se formam e evoluem ao longo do tempo.
Embora os astrônomos tenham detectado mais de 5.000 exoplanetas até agora, a maior parte deles vem da missão Kepler da NASA. Existem limitações para esta amostra: o Kepler detectou preferencialmente planetas relativamente grandes próximos de suas estrelas, enquanto planetas rochosos eram menos prováveis de serem vistos. Isso distorce as estatísticas de exoplanetas e provavelmente subestima o número de mundos rochosos.
Os pesquisadores também questionaram alguns dos principais princípios da hipótese da Terra Rara, como a escassez de luas como a da Terra. Como o astrônomo da Universidade do Arizona, Chris Impey, aponta em The Living Cosmos (Random House, 2007), mesmo que a Lua seja fundamental para a vida na Terra, não há razão a priori para que tais luas não possam se formar em torno de outros planetas semelhantes à Terra.
Os oponentes da hipótese da Terra Rara também sugeriram que a influência de um planeta joviano no sistema solar é muito mais incerta do que a Terra Rara afirma. Em uma série de artigos de 2008 intitulada “Júpiter: amigo ou inimigo?” Jonti Horner, da University of Southern Queensland, e o falecido Barrie Jones argumentam que, em vez de proteger a Terra contra impactos externos, Júpiter teve o efeito oposto. Da mesma forma, em um artigo de 2016, o físico planetário Kevin Grazier relatou simulações de computador que descobriram que Júpiter tendia a impedir que as órbitas dos cometas migrassem para fora, aumentando as chances de que colidissem com a Terra. No entanto, argumenta Grazier, isso beneficiou o desenvolvimento da vida de uma maneira diferente – fornecendo “voláteis que permitem a vida, incluindo carbono, aos planetas terrestres”.
Somos excepcionais – ou os primeiros?
Devemos aprender que planetas como o nosso são de fato pouco frequentes ou incomuns, como sustentam os defensores da Terra Rara, onde isso nos deixaria? Demorou mais de 4 bilhões de anos para o Homo sapiens aparecer. Se essas linhas do tempo forem universais, talvez sejamos os primeiros na galáxia a alcançar esse status.
Isso explicaria o paradoxo proposto pelo físico Enrico Fermi em 1950: se a vida inteligente é comum no universo, onde estão todos? É possível que civilizações inteligentes sejam raras ou apenas emergindo na Via Láctea e nossas pesquisas devem se ajustar a essa possibilidade.
Alterando nossa mentalidade
A hipótese da Terra Rara deixa muito espaço para especulação. Talvez tenhamos que repensar os fatores-chave. A primeira é a noção padrão de habitabilidade que gira em torno de água líquida e uma superfície planetária sólida. Devemos expandir isso para incluir a perspectiva de que a vida pode prosperar no subsolo ou nos oceanos sob o gelo, bem como nas luas orbitando planetas.
Em segundo lugar, nosso conceito de vida é necessariamente centrado na Terra, mas isso é claramente muito estreito. Os seres humanos prosperam em um ambiente aeróbico, mas várias espécies de lombrigas e crustáceos prosperam em sedimentos marinhos anóxicos, mostrando que a respiração aeróbica não é indispensável para os animais, mesmo na Terra. Isso provavelmente é verdade em outros mundos e levanta a questão de formas de vida alternativas.
Em terceiro lugar, ainda precisamos de dados mais fortes sobre o quão comuns são os planetas semelhantes à Terra em nossa galáxia. Atualmente, apenas um punhado de exoplanetas se encaixa nos critérios conhecidos para manter uma atmosfera semelhante à da Terra. Em um estudo de 2021, Giovanni Covone e colegas da Universidade de Nápoles analisaram a eficiência da fotossíntese em potenciais planetas semelhantes à Terra no HZ. “Este estudo coloca fortes restrições no espaço de parâmetros para a vida complexa”, disse Covone em um comunicado. “[U]infelizmente, parece que o ‘ponto ideal’ para hospedar uma rica biosfera semelhante à Terra não é tão amplo.” No entanto, um estudo da NASA de 2020 sugeriu que cerca de metade das estrelas semelhantes ao Sol poderiam hospedar planetas rochosos potencialmente habitáveis. Obviamente, nosso quadro está longe de ser completo.
Dois fatores adicionais em relação à inteligência e sobrevivência de civilizações avançadas são o princípio antrópico e o Grande Filtro. Delineado pela primeira vez em 1970, o princípio antrópico tenta definir a credibilidade de nossas observações do universo, dado que só podemos existir neste universo particular. Nossa existência não seria possível se as leis da física fossem incompatíveis com o desenvolvimento da vida senciente. Esse raciocínio tem sido usado para promover a noção de que o universo é de alguma forma ajustado para a vida.
O Grande Filtro, em poucas palavras, postula que podemos estar sozinhos porque há tantos passos improváveis na evolução da inteligência superior que é improvável que ocorra várias vezes. Juntamente com nosso potencial de autodestruição, talvez seja por isso que as civilizações tecnologicamente avançadas são raras ou não duram muito, explicando assim o paradoxo de Fermi.
O debate avança
Em seu novo livro a ser publicado em breve, The Rare Earth Hypothesis, Ward e Brownlee reforçam sua tese com o que consideram evidências de apoio ainda mais fortes. Eles postulam que “pelo que sabemos agora, raro pode não ser uma palavra restritiva o suficiente para descrever a frequência da vida complexa no Cosmos”. A conclusão deles é baseada em comparações da maioria dos sistemas exoplanetários até agora caracterizados e que “nenhum planeta potencialmente habitável permanecerá assim por muito tempo em quase todos os casos sem vários aspectos cruciais”. Acima de tudo, está a capacidade de manter uma temperatura que permite a existência de água líquida por períodos de tempo quase inimagináveis – o que, segundo eles, é talvez o aspecto mais importante dos sistemas planetários de suporte à vida. Os autores também afirmam que se um corpo do tamanho do cometa Hale-Bopp (C/1995 O1) nos tivesse atingido, “provavelmente não haveria um único micróbio vivo na Terra agora, muito menos animais”.
Em um artigo intitulado “The Astrobiological Weak and Strong Limits for Intelligent Life“, os astrônomos Tom Westby e Christopher Conselice, da Universidade de Nottingham, tentam estimar quantas civilizações comunicantes podem existir em nossa galáxia a qualquer momento. Derivando modelos que assumem uma vida média de tais civilizações de 100 a 200 anos (com base em nossa própria ascensão à capacidade de comunicação por rádio), eles concluem que, com otimismo, pode haver até 928 dessas civilizações em cerca de 3.300 anos-luz. Mais pessimista, pode haver apenas 36 dentro de 17.000 anos-luz. Claramente, em nosso esforço para avaliar se a Terra, e por extensão a humanidade, é excepcional no cosmos, nenhuma conclusão firme é possível.
Só o tempo dirá, embora as evidências atuais impliquem fortemente que uma descrição de Jornada nas Estrelas de civilizações abundantes na galáxia deve permanecer no reino da ficção científica.
Publicado em 15/07/2023 23h38
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