Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert
Nosso modelo para a habitabilidade dos exoplanetas é apenas um mundo em todo o cosmos: a Terra. Nossa casa é o único planeta em que sabemos, com certeza, que a vida surgiu.
Mas as condições para a vida como a conhecemos podem não estar restritas a planetas semelhantes à Terra, e agora cientistas determinaram um tipo de exoplaneta que pode ter condições habitáveis por bilhões de anos.
A chave está na água líquida que permanece por muito tempo. Aqui na Terra, a presença de água líquida foi vital para o surgimento da vida. Por extensão, exoplanetas que podem reter água líquida podem ter uma chance melhor de sustentar a vida como a entendemos atualmente.
Uma nova pesquisa, liderada pela astrônoma Marit Mol Lous, da Universidade de Zurique, na Suíça, conclui que uma atmosfera agradável e espessa de hidrogênio e hélio pode sustentar temperaturas e condições adequadas para a vida por muito tempo.
“Uma das razões pelas quais a água pode ser líquida na Terra é sua atmosfera”, disse o astrofísico teórico Ravit Helled, da Universidade de Zurique, na Suíça.
“Com seu efeito estufa natural, ele retém a quantidade certa de calor para criar as condições certas para oceanos, rios e chuva”.
A atmosfera da Terra nem sempre teve a aparência que tem hoje, no entanto. Agora, é principalmente nitrogênio, seguido de oxigênio, com apenas vestígios de hidrogênio e hélio.
Quando o planeta foi recém-formado, ele tinha o que é chamado de atmosfera primordial, consistindo principalmente de hidrogênio e hélio: os principais constituintes da nuvem de poeira e gás a partir da qual o Sol e o Sistema Solar se formaram.
A Terra perdeu sua atmosfera primordial muito cedo, provavelmente como resultado de vários processos, incluindo a irradiação de um jovem Sol muito quente e o bombardeio de meteoritos.
Mas é possível que um exoplaneta super-Terra – um planeta mais massivo que a Terra, mas menos massivo que Netuno – possa reter sua atmosfera primordial por muito mais tempo do que a Terra.
“Tais atmosferas primordiais massivas também podem induzir um efeito estufa – muito parecido com a atmosfera da Terra hoje”, explicou Helled. “Portanto, queríamos descobrir se essas atmosferas podem ajudar a criar as condições necessárias para a água líquida”.
Para conduzir esta investigação, a equipe recorreu a simulações, modelando exoplanetas com diferentes massas de núcleo, massas de atmosfera e distâncias orbitais de suas estrelas hospedeiras, que a equipe modelou como semelhantes ao Sol.
Seus resultados mostraram que exoplanetas com uma espessa atmosfera primordial podem de fato ser quentes o suficiente para manter a presença de água líquida por até 10 bilhões de anos.
Mas há ressalvas. Para evitar a intensa radiação estelar que pode destruir uma atmosfera primordial, o exoplaneta precisa estar a uma boa distância da estrela – cerca de duas vezes a distância da Terra ao Sol. Para o Sistema Solar, isso estaria tão longe do Sol que qualquer água na superfície de um planeta provavelmente ficaria congelada.
Mas o Sol não é a única fonte de aquecimento que um planeta pode desfrutar; alguns mundos, incluindo a Terra, podem gerar seu próprio calor. Isso pode ocorrer por vários caminhos, como processos geotérmicos e a presença de elementos radioativos que geram calor à medida que se decompõem.
Portanto, se um exoplaneta super-Terra a essa distância de sua estrela hospedeira tivesse uma atmosfera primordial e aquecimento interno suficiente para se manter aquecido de forma sustentável, as condições para a água líquida na superfície seriam atendidas, disseram os pesquisadores.
“Para muitos, isso pode ser uma surpresa”, disse o astrofísico teórico Christoph Mordasini, da Universidade de Berna.
“Os astrônomos normalmente esperam que a água líquida ocorra em regiões ao redor das estrelas que recebem a quantidade certa de radiação: não muito, para que a água não evapore, e não muito pouco, para que não congele.
“Como a disponibilidade de água líquida é um pré-requisito provável para a vida, e a vida provavelmente levou muitos milhões de anos para surgir na Terra, isso pode expandir muito o horizonte para a busca de formas de vida alienígenas. Baseando-se nos nossos resultados, a vida pode surgir até nos chamados planetas errantes que não orbitam em torno de uma estrela.”
Este modelo de aquecimento interno poderia, hipoteticamente, sustentar a vida em mundos com espessas camadas de gelo, como a lua de Saturno Encélado e a lua de Júpiter, Europa, e luas orbitando exoplanetas errantes à deriva por toda a galáxia.
Para o modelo da equipe, é preciso que muitas peças estejam exatamente no lugar certo na hora certa. Isso não é impossível – afinal, a Terra existe, assim como toda a vida nela – mas pode não acontecer prontamente.
“Embora nossos resultados sejam empolgantes, eles devem ser considerados com todos os cenários improváveis. Para que esses planetas tenham água líquida por muito tempo, eles precisam ter a quantidade certa de atmosfera. Não sabemos o quão comum isso é”, disse Mordasini.
“E mesmo nas condições certas, não está claro qual é a probabilidade de a vida surgir em um habitat potencial tão exótico. Essa é uma questão para os astrobiólogos. Ainda assim, com nosso trabalho, mostramos que nossa ideia centrada na Terra de um planeta amigável para a vida pode ser muito rígida.”
A pesquisa foi publicada na Nature Astronomy.
