Ao procurar exoplanetas potencialmente habitáveis, os cientistas são forçados a adotar a abordagem dos frutos mais baixos. Como a Terra é o único planeta que conhecemos capaz de sustentar a vida, essa busca basicamente se resume a procurar planetas "parecidos com a Terra". Mas e se a Terra não for a métrica da habitabilidade que todos pensamos que é?
Esse foi o assunto de uma palestra de abertura realizada recentemente no Congresso de Geoquímica de Goldschmidt, que ocorreu de 18 a 23 de agosto em Barcelona, Espanha. Aqui, uma equipe de pesquisadores apoiados pela NASA explicou como um exame do que se passa na definição de zonas habitáveis (HZs) mostra que alguns exoplanetas podem ter melhores condições de vida para prosperar do que a própria Terra.
A apresentação foi baseada em um estudo intitulado "Uma zona habitável limitada para vida complexa", publicado na edição de junho de 2019 da O Jornal Astrofísico. O estudo foi conduzido por pesquisadores da Caltech, do Instituto Goddard de Estudos Espaciais da NASA, do Instituto de Astrobiologia da NASA, do Programa de Pós-Doutorado da NASA, do Laboratório Planetário Virtual NExSS, do Instituto de Ciências Espaciais Blue Marble e de várias universidades.
Como indicam em seu estudo, os HZs são comumente definidos como o intervalo de distâncias de uma estrela hospedeira dentro da qual a água líquida pode existir na superfície. No entanto, isso não leva em consideração a dinâmica atmosférica necessária para garantir a estabilidade climática - que inclui um feedback de carbonato-silicato para manter as temperaturas da superfície dentro de um determinado intervalo.
Como apenas métodos indiretos estão disponíveis para avaliar como são as condições em exoplanetas distantes, os astrônomos dependem de modelos sofisticados de clima e evolução planetários. Ao apresentar sua síntese dessa abordagem durante a palestra, a Dra. Stephanie Olson, da Universidade de Chicago (coautora do estudo), descreveu a busca para identificar os melhores ambientes para a vida nos exoplanetas:
“A busca da NASA pela vida no Universo está focada nos chamados planetas da Zona Habitável, que são mundos com potencial para oceanos de água líquida. Mas nem todos os oceanos são igualmente hospitaleiros - e alguns oceanos serão melhores lugares para se viver do que outros, devido aos seus padrões de circulação global.
“Nosso trabalho tem como objetivo identificar os oceanos exoplanetas com maior capacidade de hospedar vida ativa abundante e globalmente. A vida nos oceanos da Terra depende da ressurgência (fluxo ascendente), que retorna nutrientes das profundezas escuras do oceano para as partes iluminadas pelo sol do oceano onde vive a vida fotossintética. Mais ressurgência significa mais reabastecimento de nutrientes, o que significa mais atividade biológica. Essas são as condições que precisamos procurar nos exoplanetas ”.
Para o estudo, Olsen e seus colegas modelaram quais condições seriam provavelmente em vários tipos de exoplanetas usando o software ROCKE-3D. Esse modelo de circulação geral (GCM) foi desenvolvido pelo Instituto Goddard de Estudos Espaciais (GISS) da NASA para estudar diferentes pontos da história da Terra e de outros planetas terrestres do Sistema Solar (como Mercúrio, Vênus e Marte).
Este software também pode ser usado para simular como seriam os climas e habitats oceânicos em diferentes tipos de exoplanetas. Depois de modelar uma variedade de possíveis exoplanetas (com base nos mais de 4.000 que foram descobertos até o momento), eles foram capazes de determinar quais tipos de exoplanetas são os mais propensos a desenvolver e sustentar prósperas biosferas.
Isso consistiu no uso de um modelo de circulação oceânica que identificou quais exoplanetas teriam a ressurgência mais eficiente e, portanto, seriam capazes de manter os oceanos com condições hospitaleiras. O que eles descobriram foi que planetas com densidade atmosférica mais alta, taxas de rotação mais lentas e presença de continentes produzem taxas de ressurgência mais altas.
Uma das principais conclusões disso é que a Terra pode não ser idealmente habitável, dada a sua taxa de rotação bastante rápida. "Esta é uma conclusão surpreendente", disse o Dr. Olson, "nos mostra que as condições em alguns exoplanetas com padrões favoráveis de circulação oceânica poderiam ser mais adequadas para suportar uma vida mais abundante ou mais ativa do que a vida na Terra".
Esta é uma espécie de boa / má notícia. Por um lado, destrói a ilusão de que a Terra é o padrão pelo qual outros exoplanetas potencialmente habitáveis podem ser medidos. Por outro lado, indica que a vida pode ser mais abundante em nosso Universo do que as estimativas conservadoras anteriores indicariam.
Mas, como Olsen indicou, sempre haverá uma lacuna entre a vida e a que é detectável por nós, devido a limitações em nossa tecnologia. Portanto, este estudo é significativo, pois incentiva os astrônomos a direcionar seus esforços para o subconjunto de exoplanetas que provavelmente favorecerão "grandes biosferas globalmente ativas, onde a vida será mais fácil de detectar - e onde as não detecções serão mais significativas".
Isso será possível na próxima década, graças à implantação de telescópios da próxima geração como o Telescópio Espacial James Webb (JWST), que os astrônomos esperam ser instrumentais na caracterização das atmosferas e ambientes de superfície dos exoplanetas. Outros telescópios, que ainda estão na prancheta, poderiam ir ainda mais longe - graças em parte a estudos como esse.
“Idealmente, este trabalho informará o design do telescópio para garantir que futuras missões”, disse o Dr. Olson, “como os conceitos de telescópio LUVOIR ou HabEx propostos, tenham os recursos adequados; agora sabemos o que procurar, então precisamos começar a procurar ”.
Quando se trata de procurar evidências de vida além do nosso Sistema Solar (ou dentro dele), saber o que procurar pode ser ainda mais importante do que ter as ferramentas mais sofisticadas para fazer isso. Nos próximos anos, os astrônomos terão o benefício de tecnologia de ponta e métodos aprimorados, usando tudo o que aprendemos até agora para encontrar evidências de outras vidas além da nossa.
