Top thingy left
 
ESTUDO ALERTA PARA "FALSOS POSITIVOS DE OXIGÉNIO" NA BUSCA POR SINAIS DE VIDA NOUTROS PLANETAS
16 de abril de 2021

 


Ao variar o inventário inicial de elementos voláteis num modelo da evolução geoquímica de planetas rochosos, os investigadores obtiveram uma ampla gama de resultados, incluindo vários cenários onde um planeta rochoso sem vida em torno de uma estrela parecida com o Sol pode evoluir para ter oxigénio na sua atmosfera.
Crédito: J. Krissansen-Totton

 

Na busca por vida noutros planetas, a presença de oxigénio na atmosfera de um planeta é um potencial sinal de atividade biológica que pode ser detetado por futuros telescópios. No entanto, um novo estudo descreve vários cenários nos quais um planeta rochoso sem vida e em torno de uma estrela parecida com o Sol pode evoluir para ter oxigénio na sua atmosfera.

Os novos achados, publicados dia 13 de abril na revista AGU Advances, destacam a necessidade de telescópios de última geração capazes de caracterizar ambientes planetários e procurar múltiplas linhas de evidência de vida, além da deteção de oxigénio.

"Isto é útil porque mostra que existem maneiras de ter oxigénio na atmosfera sem recorrer à vida, mas existem outras observações que podemos fazer para ajudar a distinguir estes falsos positivos da verdadeira presença de vida," disse o autor principal Joshua Krissansen-Totton, do Departamento de Astronomia e Astrofísica da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, EUA. "Para cada cenário, tentamos dizer o que o telescópio precisa ser capaz de fazer para distinguir o oxigénio não biológico do oxigénio biológico."

Nas próximas décadas, talvez no final da década de 2030, os astrónomos esperam ter um telescópio capaz de capturar imagens e espectros de planetas potencialmente semelhantes à Terra em torno de estrelas semelhantes ao Sol. O coautor Jonathan Fortney, professor de astronomia e astrofísica e diretor do Laboratório Outros Mundos da UCSC, disse que a ideia seria ter como alvos planetas semelhantes o suficiente à Terra para que a vida pudesse ter surgido neles e depois caracterizar as suas atmosferas.

"Tem havido muita discussão sobre se a deteção de oxigénio é um sinal 'suficiente' de vida," disse. "Este trabalho realmente defende a necessidade de saber o contexto da sua deteção. Que outras moléculas são encontradas além do oxigénio, ou não encontradas, e o que isso nos diz sobre a evolução do planeta?"

Isto significa que os astrónomos vão querer um telescópio que seja sensível a uma ampla gama de comprimentos de onda a fim de detetar diferentes tipos de moléculas na atmosfera de um planeta.

Evolução de planetas rochosos

Os investigadores basearam as suas descobertas num modelo computacional detalhado da evolução de planetas rochosos, começando nas suas origens derretidas e estendendo-se por milhares de milhões de anos de arrefecimento e ciclos geoquímicos. Ao variar o inventário inicial de elementos voláteis nos seus modelos planetários, os cientistas obtiveram uma gama surpreendentemente ampla de resultados.

O oxigénio pode começar a acumular-se na atmosfera de um planeta quando a luz ultravioleta altamente energética divide as moléculas de água na atmosfera superior em hidrogénio e oxigénio. O hidrogénio leve escapa preferencialmente para o espaço, deixando o oxigénio para trás. Outros processos podem remover o oxigénio da atmosfera. O monóxido de carbono e o hidrogénio, oriundos da libertação de gases em rochas derretidas, por exemplo, vão reagir com o oxigénio, e a erosão das rochas também absorve o oxigénio. Estes são apenas alguns dos processos que os investigadores incorporaram no seu modelo de evolução geoquímica de um planeta rochoso.

"Se executarmos o modelo para a Terra, com o que pensamos ter sido o inventário inicial de voláteis, obtemos confiavelmente o mesmo resultado todas as vezes - sem vida não obtemos oxigénio na atmosfera," disse Krissansen-Totton. "Mas também encontrámos vários cenários onde podemos obter oxigénio sem vida."

Por exemplo, um planeta que é como a Terra, mas que começa com mais água, acabará com oceanos muito profundos, colocando uma pressão imensa sobre a crosta. Isto efetivamente desliga a atividade geológica, incluindo todos os processos como o derretimento ou intemperismo de rochas que removeriam o oxigénio da atmosfera.

No caso oposto, onde o planeta começa com uma quantidade relativamente pequena de água, a superfície de magma do planeta inicialmente derretido pode congelar rapidamente enquanto a água permanece na atmosfera. Esta "atmosfera de vapor" coloca água suficiente na alta atmosfera para permitir a acumulação de oxigénio conforme a água se quebra e o hidrogénio escapa.

"A sequência típica é que a superfície do magma se solidifica simultaneamente com a condensação da água em oceanos à superfície," explica Krissansen-Totton. "Na Terra, assim que a água se condensou à superfície, os ritmos de escape baixaram. Mas se retermos uma atmosfera de vapor depois da superfície derretida solidificar, há uma janela de aproximadamente um milhão de anos onde o oxigénio pode acumular-se porque existem grandes concentrações de água na atmosfera superior e nenhuma superfície derretida para consumir o oxigénio produzido pelo escape do hidrogénio."

Um terceiro cenário que pode levar ao oxigénio na atmosfera envolve um planeta que é parecido com a Terra, mas começa com uma proporção maior de dióxido de carbono em relação à água. Isto leva a um efeito de estufa, tornando-o demasiado quente para a água condensar da atmosfera para a superfície do planeta.

"Neste cenário semelhante ao de Vénus, todos os voláteis começam na atmosfera e poucos são deixados para trás no manto para serem libertados e acumular oxigénio," disse Krissansen-Totton.

Ele salientou que estudos anteriores concentraram-se nos processos atmosféricos, ao passo que o modelo usado neste estudo explora a evolução geoquímica e térmica do manto e da crosta do planeta, bem como as interações entre a crosta e a atmosfera.

"Não é computacionalmente intensivo, mas há muitas partes móveis e processos interligados," disse.

Além de Krissansen-Totton e Fortney, os coautores incluem Francis Nimmo, professor de ciências da Terra e planetárias da UCSC, e Nicholas Wogan da Universidade de Washington, Seattle. Esta investigação foi financiada pela NASA.

 


comments powered by Disqus

 

// Universidade da Califórnia em Santa Cruz (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (AGU Advances)
// Artigo científico (arXiv.org)

Saiba mais

Notícias relacionadas:
Astrobiology web
ScienceDaily
PHYSORG

Exoplanetas:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
NASA
Enciclopédia dos Planetas Extrasolares

 
Top Thingy Right