Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert
Com o aumento do número de exoplanetas confirmados na Via Láctea, teremos que ser mais seletivos sobre os alvos que selecionamos para procurar sinais de vida.
Uma equipe de astrônomos liderada por Anna Shapiro, do Instituto Max Planck de Pesquisa do Sistema Solar, na Alemanha, reduziu as opções.
De acordo com uma nova análise, os exoplanetas semelhantes à Terra que orbitam estrelas semelhantes ao Sol com um teor relativamente baixo de metal têm maior probabilidade de serem protegidos da radiação ultravioleta prejudicial que pode prejudicar a vida, expondo-a à ameaça de danos genômicos.
Isso pode parecer contra-intuitivo, já que as estrelas com menor teor de metal emitem mais luz ultravioleta. Mas o trabalho da equipe mostra que um planeta com uma atmosfera rica em oxigênio tem uma camada de ozônio mais espessa, dando a um mundo que orbita uma estrela pobre em metal mais proteção do que um com um hospedeiro rico em metal.
“Nossas descobertas”, eles escreveram em seu paper, “implicam que planetas hospedados por estrelas com baixa metalicidade são os melhores alvos para procurar vida complexa em terra”.
Nem todas as estrelas são criadas da mesma forma. Elas podem ser pequenas, frias e escuras, ou grandes, quentes e ardentes. E embora tenham alguns elementos básicos em comum, sua composição química pode variar bastante.
Isso porque, muito cedo na história do Universo, não havia elementos pesados. Hidrogênio e hélio eram praticamente tudo o que havia; desses elementos nasceram as primeiras estrelas, com seus corações gigantes que esmagaram átomos para criar átomos maiores e mais pesados.
Quando essas estrelas morreram, o violento processo criou elementos ainda mais pesados e expeliu e semeou esses elementos no espaço para serem absorvidos em novas estrelas nascidas de nuvens de poeira e gás interestelar.
Esses elementos alteram a emissão de radiação da estrela. Estrelas com maior proporção de elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio, ou maior metalicidade, emitem menos radiação ultravioleta do que estrelas feitas de material mais leve. E sabemos, por vivermos nossas vidas aqui na Terra, que a radiação ultravioleta pode prejudicar delicados organismos terrestres, causando vários tipos de danos ao DNA.
O papel da irradiação de UV na habitabilidade potencial de mundos alienígenas não havia sido explorado, então Shapiro e seus colegas investigaram usando a Terra como modelo.
Uma civilização alienígena olhando para o Sistema Solar de uma grande distância pode considerar a Terra inóspita para a vida. À nossa distância atual do Sol, os níveis de irradiação das faixas de comprimento de onda UV-C e UV-B estão, disseram os pesquisadores, “bem acima do nível máximo tolerável para a vida terrestre”.
Mas nossa atmosfera bloqueia a maior parte dela: o oxigênio, ou O₂, na atmosfera superior absorve a maior parte do UV-C, e a camada de ozônio, ou O₃, no meio da atmosfera absorve o UV-B.
A radiação UV está envolvida na criação e destruição do ozônio. Comprimentos de onda abaixo de 240 nanômetros quebram as moléculas de O₂; átomos de O flutuantes livres podem então colidir e se ligar a moléculas de O₂ para formar O₃. Comprimentos de onda mais longos, no entanto, quebram o O₃ através da fotodissociação. Os átomos de O resultantes podem então se recombinar em O₂.
Vários fatores influenciam a produção de UV de uma estrela, incluindo sua metalicidade e temperatura. Shapiro e sua equipe modelaram mundos semelhantes à Terra orbitando estrelas semelhantes ao Sol, ajustando os parâmetros que influenciariam a radiação ultravioleta para ver o efeito que isso teria no exoplaneta em órbita.
Eles descobriram que a metalicidade era mais importante do que a temperatura para influenciar a habitabilidade do exoplaneta, mas de uma forma totalmente oposta ao que se poderia supor. As estrelas de metalicidade mais baixa, com mais radiação UV, eram mais propensas a ter mundos habitáveis.
Isso porque a forma como a radiação ultravioleta interagiu com o oxigênio na atmosfera criou um escudo melhor, resultando em menos dessa radiação atingindo a superfície do exoplaneta.
“Paradoxalmente, enquanto estrelas com maior metalicidade, que apareceram mais tarde na história do Universo, emitem menos radiação UV, em atmosferas planetárias oxigenadas o espectro radiativo estelar associado permite menos formação de O₃, o que aumenta a penetração de UV, tornando as condições nos planetas orbitando essas estrelas menos amigáveis para a biosfera em terra”, escreveram os pesquisadores.
“Descobrimos, portanto, que a superfície dos planetas que orbitam estrelas ricas em metais está exposta a uma radiação ultravioleta mais intensa do que a superfície dos planetas que orbitam estrelas pobres em metais. Portanto, os planetas nas zonas habitáveis de estrelas com baixa metalicidade são os melhores alvos para procurar vida complexa na terra.”
Não é suficiente para descartar estrelas de metalicidade mais alta ainda. Mas a análise e caracterização de atmosferas de exoplanetas com instrumentos como o Telescópio Espacial James Webb ajudará os cientistas a descobrir se suas descobertas estão no caminho certo, trazendo-nos um pequeno passo para encontrar sinais de vida em um mundo alienígena.
A pesquisa foi publicada na Nature Communications.
