A atmosfera da Terra pode ser algo verdadeiramente raro, graças a um processo químico

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Kepler-442b poderia ter uma atmosfera como a nossa. Créditos: Ph03nix1986 / Wikimedia Commons.

Por Mike McRae
Publicado na ScienceAlert

A vida atualmente tem um tamanho de amostra de apenas um. Sem um ou dois tipos de vida alienígena para expandir as fronteiras da biologia, a história evolutiva da Terra estabelece os limites sobre o que podemos esperar de outros planetas para a geração de criaturas complexas como, bem, nós.

Considerando que muitas formas de vida têm uma grande dependência do oxigênio em nossa atmosfera, é natural olhar para outros planetas cercados por uma mistura semelhante de gases em nossa busca por alienígenas. Mas um novo estudo sugere que vamos precisar de muita paciência.

Pesquisadores da Universidade de Nápoles Federico II e do Observatório Astronômico INAF em Capodimonte, na Itália, estudaram os níveis de luz recebidos por 10 exoplanetas potencialmente habitáveis ​​em torno de diferentes tipos de estrelas e não conseguiram encontrar uma única correspondência para a atmosfera da Terra.

Com base no que observamos dos milhares de planetas encontrados orbitando outras estrelas, a Terra já é membro de um clube relativamente exclusivo. Depois de excluir vários gigantes gasososbolas de rocha muito próximas de suas estrelas e super-Terras congeladas, não há muitos candidatos que possam ter o tipo de bioquímica com o qual estamos familiarizados.

Ainda assim, se mesmo uma pequena fração de bilhões de estrelas tivesse alguns corpos grandes circulando perto o suficiente para permitir que a água líquida se acumulasse em suas superfícies, poderíamos estar olhando para centenas de milhões de Jardins do Éden em nossa galáxia.

Cultivar até o mais simples dos jardins – pelo menos para os padrões da Terra – exige muita luz solar. Não basta qualquer tipo de radiação solar. Reorganizar dióxido de carbono e água em glicose e aquelas moléculas de oxigênio tão úteis requer uma qualidade de luz energética o suficiente para gerar reações, sem fragmentar proteínas.

Dado que os exoplanetas em zonas habitáveis ​​geralmente recebem bastante luz solar, e o fato da fotossíntese oxigenada ter surgido tão cedo na história da Terra, seria justo supor que seja um processo bastante comum entre as estrelas.

Para testar essa suposição, os pesquisadores mediram a luz que incide sobre diferentes superfícies planetárias e a propagação dos comprimentos de onda que compõem a radiação, e calcularam o nível de ‘exergia‘, ou quantidade de trabalho que poderia ser extraído da luz do sol.

Se ao menos mais daquelas estrelas fossem tão generosas quanto as nossas…

A maioria são anãs vermelhas – sóis temperamentais capazes de bombardear seus planetas com ventos furiosos que rapidamente destruiriam sua atmosfera.

Supondo que houvesse planetas capazes de resistir a tais erupções, os pesquisadores descobriram que as temperaturas mais frias de uma anã vermelha ainda dificilmente forneceriam a intensidade dos comprimentos de onda certos para ativar a fotossíntese.

“Uma vez que as anãs vermelhas são de longe o tipo mais comum de estrela em nossa galáxia, este resultado indica que as condições semelhantes às da Terra em outros planetas podem ser muito menos comuns do que esperamos”, disse Covone.

Estrelas mais brilhantes seriam melhores, produzindo bastante energia, mas não é provável que vivam os bilhões de anos necessários para alimentar o complexo de oxigênio que a vida na Terra precisa para prosperar.

Ao todo, uma estrela com a metade do brilho do nosso Sol poderia proporcionar o início da fotossíntese, mas teria dificuldade em gerar uma biosfera complexa.

Entre os planetas usados ​​como estudos de caso, precisamente nenhum seria capaz de abastecer a fotossíntese suficiente para levar uma atmosfera com dióxido de carbono a uma direção semelhante à da Terra.

“Este estudo impõe fortes restrições ao espaço de parâmetros para a vida complexa, então, infelizmente, parece que o ‘ponto ideal’ para hospedar uma biosfera semelhante à da Terra não é tão amplo”, disse Covone.

Um planeta que conhecemos chega bem perto desse ponto ideal.

Kepler-442b orbita uma anã laranja com cerca de 60% da massa do Sol, a cerca de 1.200 anos-luz de distância. Com cerca do dobro da massa da Terra, e uma rotação que permite que ele distribua calor, ele está parecendo um paraíso em potencial até agora.

A maioria das reações de fotossíntese na Terra atinge comprimentos de onda de cerca de 700 nanômetros. Mas se algum tipo de musgo alienígena no Kepler-442b desenvolvesse uma maneira de absorver comprimentos de onda um pouco mais longos, de cerca de 800 nanômetros, ele obteria os benefícios de 20% mais fótons.

À medida que expandimos nossa biblioteca de mundos conhecidos, é possível descobrirmos melhores candidatos para biosferas como a nossa.

A evolução continua a nos chocar em nosso próprio planeta, então só podemos imaginar os diversos tipos de ecossistemas possíveis no cosmos. As luas quimiossintéticas de gelo podem ser a maioria, pelo que sabemos. Talvez existam variações na fotossíntese que simplesmente ainda não compreendemos, dados os limites de nossa experiência na Terra.

Aprender que somos incomuns não significa que estamos necessariamente sozinhos. Mas, com base no que estamos descobrindo, podemos tirar um momento para apreciar o sabor da vida que é muito especial.

Este estudo foi publicado em Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.