Estamos num período de atividade frenética para os cientistas que procuram vida em planetas distantes. Até à data, os astrónomos catalogaram mais de 6000 planetas para lá do nosso Sistema Solar e estão a analisar as atmosferas dos mundos mais promissores em busca de substâncias químicas que possam ser subprodutos da vida. Os astrobiólogos estão particularmente interessados em atmosferas semelhantes à da Terra, que retêm calor suficiente para permitir a existência de água líquida na superfície do planeta, que os cientistas consideram o fator-chave para determinar se um planeta pode abrigar vida tal como a conhecemos.

Mas os cientistas também querem distinguir entre mundos habitáveis e mundos habitados. Para tal, precisam de saber que tipos de condições atmosféricas num planeta podem ser explicadas sem a existência de vida, para que possam identificar planetas com atmosferas que só podem ser explicadas pela influência da vida.

Para fornecer essa referência planetária, investigadores da Universidade de Washington construíram uma Terra virtual complexa com uma peculiaridade crucial: sem vida.

Num artigo científico publicado a 18 de setembro na revista The Planetary Science Journal, os investigadores simularam os sistemas geoquímicos da Terra ao longo de 5 mil milhões de anos - desde a sua formação, há 4,5 mil milhões de anos, até cerca de 500 milhões de anos no futuro. A simulação modelou a troca de substâncias químicas entre o núcleo, o manto, a crosta, a superfície e a atmosfera ao longo do tempo. Previu com precisão 19 propriedades planetárias, como o fluxo de calor através do manto, mas não teve em conta a influência da vida nesses sistemas. A simulação pode ser generalizada para prever como uma atmosfera poderá evoluir em qualquer planeta rochoso e pode ajudar a identificar indícios de vida em atmosferas que não se enquadram no modelo.

"Este modelo pode ajudar-nos a perceber como planetas habitáveis, mas sem vida, podem assemelhar-se a planetas com vida", afirmou a autora principal, Samantha Gilbert-Janizek, que concluiu esta investigação enquanto doutoranda em astronomia na Universidade de Washington e é agora bolseira pós-doc na Universidade da Califórnia em Riverside. "Quando interpretarmos observações da atmosfera de um exoplaneta, esta ferramenta irá ajudar-nos a determinar a probabilidade de que o que observamos indique a existência de vida na superfície".

O trabalho de Gilbert-Janizek baseia-se num modelo desenvolvido no laboratório do autor sénior Rory Barnes, professor associado de astronomia na Universidade de Washington. Versões anteriores do modelo simulavam o núcleo, o manto, a crosta e a radiação estelar, mas não incluíam a superfície nem a atmosfera.

A atmosfera de um planeta é moldada por muitos fatores não biológicos, incluindo o calor e os gases provenientes do interior e da estrela. Mas é também na atmosfera de um planeta distante que os astrónomos esperam encontrar evidências concretas de vida.

Existem muitas formas pelas quais a vida pode alterar uma atmosfera: na Terra, as plantas e os animais libertam fluxos constantes de oxigénio e metano para a atmosfera. Esses dois elementos reagem entre si quando se misturam. Assim, um astrónomo extraterrestre que estudasse o nosso planeta poderia suspeitar que algo vivo estivesse a reabastecer as reservas de ambos os gases.

Essa lógica levou a astrónoma humana Gilbert-Janizek a adicionar modelação da superfície e da atmosfera à simulação da Terra já existente, completando o quadro de como as substâncias químicas se movem por todos os sistemas da Terra.

O resultado é um modelo que pode ser ajustado para estudar qualquer exoplaneta rochoso que os astrobiólogos considerem interessante. Os investigadores podem introduzir detalhes básicos sobre esse planeta e executar a simulação para verificar se o modelo consegue reproduzir a atmosfera observada sem a influência da vida. Se não conseguirem obter uma correspondência, o planeta em questão torna-se ainda mais interessante.

"O trabalho da Dra. Gilbert-Janizek representa um passo excitante no sentido de compreender onde a vida pode existir no Universo", afirmou Barnes. "Após mais de uma década de trabalho por parte de muitos cientistas, a Dra. Gilbert-Janizek concluiu finalmente um modelo da Terra que reproduz simultaneamente as propriedades do núcleo, do manto, da superfície e da atmosfera terrestres. Essa calibração dá-nos a confiança de que as futuras simulações de exoplanetas serão precisas".

Gilbert-Janizek afirma que o novo e melhorado modelo também pode ajudar a orientar a conceção de futuros telescópios construídos para estudar planetas distantes, como o proposto HWO (Habitable Worlds Observatory).

"Concretizar os objetivos ambiciosos de um telescópio como o Habitable Worlds Observatory requer décadas de trabalho ao longo de muitas gerações de cientistas", afirmou Gilbert-Janizek. "Estou muito grata por fazer parte desta linhagem e, um dia, de passar o testemunho à próxima geração, para que possamos continuar a avançar na resposta a esta questão: se estamos ou não sozinhos no Universo".

// Universidade de Washington (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Planetary Science Journal)

Quer saber mais?

Exoplanetas:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de exoplanetas mais próximos (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Lista de exoplanetas candidatos a albergar água líquida (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
NASA
Exoplanet.eu

HWO (Habitable Worlds Observatory):
Página principal
NASA
Wikipedia