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7 planetas parecidos com a Terra... mas e a vida?



             Em trabalhos de Astrobiologia mais recentes, já foi mostrado que só na nossa galáxia, a Via Láctea, é estimado que existam bilhões de planetas em zonas ao redor das suas estrelas com boas a razoáveis condições de abrigarem vida! Em outras palavras, em apenas uma galáxia temos bilhões de apostas em planetas que orbitam uma clássica zona habitável. E depois de um estudo publicado em Outubro do ano passado no The Atrophysical Journal (Ref.8), o número de galáxias estimadas no Universo passou de 200 bilhões para cerca de 2 trilhões delas! Como cada galáxia possui uma massa e estruturas específicas diferenciadas, não podemos jogar o mesmo número de probabilidade de vida em todas elas, mas podemos supor um valor absurdo para as chances de vida além da nossa Terra. Fica evidente, também, que é mais do que plausível ter bastante vida inteligente nas redondezas do Universo. E agora, em um grande e impactante anúncio, um Sistema foi encontrado bem perto do nosso Sistema Solar com nada mais nada menos do que 7 planetas parecidos com o nosso (Ref.1)! Mas devemos ficar tão animados com a possibilidade de vida em algum deles?

Apenas em um raio de 50 anos-luz da Terra é estimado que existam 1500 planetas e, em toda a nossa Galáxia, é provável que existam 100 bilhões de planetas, com boa parte deles em clássicas zonas habitáveis

           Os sete planetas descobertos estão localizados a uma distância de 39 anos-luz (1), algo relativamente pequeno em termos astronômicos. Eles orbitam a estrela Anã-Vermelha do Tipo M batizada de TRAPPIST-1, formam seu Sistema, e se encontram bem próximos dela e entre si. Os seis mais próximos parece que foram formados bem longe da estrela, e foram migrando aos poucos para próxima dela, ficando em órbitas tão juntas que o campo gravitacional de cada uma delas interagem bastante entre si. Aliás, essa gravidade comunitária permitiu que a massa dos planetas fossem estimadas, algo entre 0,4 e 1,4 vezes a massa da Terra. O sétimo planeta está um pouco mais distante deles. Três deles já tinham sido descobertos e anunciados em Maio do ano passado, mas só agora foram anunciados todos os sete. 

Sistema da Anã-Vermelha TRAPPIST-1, com seus sete planetas nomeados com letras do alfabeto. A estrela possui cerca de 8% da massa do Sol e é apenas um pouco maior do que Júpiter

             Essa coincidência de planetas com tamanhos próximos da Terra, sólidos e tão próximos entre si serão perfeitos para se estudar a formação e evolução dessa classe de corpos espaciais. Aqui no Sistema Solar temos Vênus, Terra e Marte, e os três com características bem distintas. Estando tão próximos de nós, poderá ser possível estudar a atmosfera deles e pintar um quadro das características físico-químicas bastante fiel dos mesmos. Outra aposta, da qual a maior parte dos veículos de mídia estão focando, é a possibilidade desses planetas abrigarem vida. De fato, eles vão de sólidos rochosos e de gelo (o mais distante), e em todos eles existem boas chances de que água líquida seja encontrada em pelo menos uma parte das suas superfícies, onde as temperaturas médias entre eles vão de 0°C até 100°C. Porém, segundo os pesquisadores, apenas os planetas e, f e g estariam em uma zona de CLIMA (temperatura) realmente favorável para o surgimento da vida, sendo que os três primeiros seriam muito quentes e, o último, muito frio. Em outras palavras, esses três estão em uma CLÁSSICA zona habitável. Quando os astrônomos dizem que esses planetas são parecidos com a Terra, eles estão fazendo referência apenas ao tamanho e uma massa aproximada, sendo que isto não está, necessariamente, associado com vida. Vênus, Marte e Terra possuem um tamanho aproximado, mais apenas a Terra até agora mostrou sinais de vida, e Vênus é totalmente inóspito. E, somando-se a isso, aqui também entra um fato bastante deprimente para aqueles que acreditam em uma quantidade gigantesca de vida espalhada no Universo.

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            Bem, a TRAPPIST-1 é uma Anã-Vermelha, o tipo de estrela mais comum no Universo. Na verdade, aqui na Via Láctea é estimado que até 3/4 das estrelas sejam do tipo Anã-Vermelha. Essas estrelas são bem menores do que o nosso Sol (massa solar que vai de 0,075 e 0,5), mais frias (temperaturas superficiais menores do que 3727 °C) e com espectros do tipo K ou M (2). Devido ao fato delas serem mais frias, os planetas, para ficarem dentro de uma zona habitável, - em termos de temperatura que permita água líquida - precisam ficar bem próximos delas. Essa proximidade é estimada em ser de 10 a 20 vezes mais próximo do que a distância do nosso planeta ao Sol. Sabe-se também que as Anãs-Vermelhas mais jovens emitem bastante radiação ultravioleta e Raios-X nas supostas zonas habitáveis. Tudo isso leva a duas observações principais:

1. Fricção de Maré: Como os planetas em torno das Anãs-Vermelhas precisariam estar muito próximos dela para abrigarem vida, isso provavelmente criaria um efeito gravitacional que vemos nos satélites do nosso Sistema Solar, como a Lua: a órbita e a rotação dos planetas próximos a ela teriam a mesma duração, fazendo com que uma mesma face sempre ficasse voltado para a luminosidade da estrela, mas a outra oposta ficasse sempre no escuro (3). Esse efeito, gerado pela ´Fricção de Maré´, é o que faz com que sempre vejamos a mesma face da Lua, por exemplo. Assim, com um lado recebendo a energia solar de forma direta (sempre dia) e o outro quase nada dela (sempre noite), teríamos um lado do planeta muito quente e o outro muito frio, com tais diferenças bruscas de temperatura trazendo gigantescas consequências para o clima e dificultando a existência de uma vida "tradicional".

2. Bombardeio Energético: As estrelas jovens possuem uma atividade energética muito maior do que as de meia-idade, como o nosso Sol. Todos os dias, elas produzem superflares, powerful flares e erupções, no mínimo, 10 vezes mais poderosos do que as vistas no corpo solar. O Sol, por outro lado, gera tais eventos a cada 100 anos, por exemplo. As Anãs-Vermelhas jovens, apesar de ainda serem menos luminosas do que o nosso Sol, são muito ativas, e despejam frequentes torrentes de radiações e partículas energéticas em torno da sua vizinhança, especialmente radiações ultravioletas e raios-X. Esses bombardeios energéticos podem causar estragos na atmosfera dos planetas dentro das zonas habitáveis. A principal preocupação é com os elementos oxigênio e hidrogênio na atmosfera (na forma de gases diversos, como vapor d´água), os quais são essenciais para a formação e manutenção da água na superfície do planeta. As radiações e partículas energéticas, quando atingem os átomos e moléculas da atmosfera, os ionizam (gerando cátions) e acabam mandando os elétrons, literalmente, para o Espaço (já que possuem muitíssima pouca massa e ganham altas velocidades com pequenas energias). Durante a corrida de escape desses elétrons, se o processo de bombardeio energético é intenso, muitas dessas partículas são geradas, criando uma grande separação de cargas (cátions - positivos -, e elétrons - negativos). Os cátions, então, passam a ser atraídos pela grande massa de elétrons em fuga e acabam indo embora também. Os cátions mais facilmente arrancados são os de átomo de hidrogênio, por serem os elementos mais leves (no caso, com menor massa). Na sequência acabamos tendo também os cátions de oxigênio. O nitrogênio também, já que é um pouco mais leve do que o oxigênio, acaba também indo embora, e como esse elemento é essencial para a vida que conhecemos, isso se torna também uma preocupação além da água.   

Quando partículas e radiações muito energéticas golpeiam a atmosfera, elas acabam levando átomos ionizados com elas, incluindo oxigênio (O), nitrogênio (N) e hidrogênio (H) - e, na imagem, representa o elétron. Aqui na Terra, esse processo, chamado de ´Escape de Íons´, também ocorre, mas em pequena escala

            No segundo efeito, o mais preocupante para os astrônomos, caso não exista uma grande reposição de átomos de oxigênio perdidos através de erupções vulcânicas ou impactos de cometas no planeta, é estimado que entre dezenas e centenas de milhões de anos, a perda atmosférica os tornariam inabitáveis. Na Terra, por exemplo, a vida só surgiu após quase 1 bilhão de anos da sua existência. Algumas dezenas de milhões de anos seriam suficientes para esterilizar um planeta muito antes que qualquer vida nele tenha a oportunidade de surgir. Em um exemplo bem recente, houve uma notícia que gerou bastante impacto também na mídia: a descoberta do planeta mais próximo de nós e dentro de uma suposta zona habitável em torno da Anã-Vermelha Proxima Centauri. Estando a apenas 4 anos-luz de nós, o assim chamado Proxima b possui uma massa de 1,3 vezes a da Terra e está 20 vezes mais próximo da sua estrela do que nós (cerca de 7,5 milhões de quilômetros). Isso tinha até animado muitos com a possibilidade de vida ali e até uma visão nítida direta dele com a ajuda do European Extremely Large Telescope (Telescópio Europeu de Largas Dimensões, em uma tradução adaptada, que será construído futuramente no Chile). Porém, estudos recentes mostraram que as fortes emissões de raios-X e radiação ultravioleta da Proxima Centauri através de superflares surgindo a cada 2 horas iriam tirar todo o oxigênio da atmosfera do planeta em cerca de 10 milhões de anos. Além disso, as intensas atividades magnéticas e ventos estelares iriam piorar os danos na atmosfera. Com isso, os cientistas concluíram que é altamente improvável que exista vida em Proxima b.

Demorando apenas 11,2 dias para completar a volta em torno da Proxima Centauri, o planeta recém-descoberto, Proxima b está próximo demais dela para ter boas chances de abrigar vida

           Outro exemplo bem próximo de nós é Marte, este o qual, sem um campo magnético global como o encontrado na Terra, teve sua atmosfera devastada pelos Ventos Solares, tornando-a fina e inóspita para a vida (Ref.9). Isso, aliás, é outro fator que pode ser determinante para a vida em um planeta: seu campo magnético. Sem um campo magnético decente no planeta, as moléculas e átomos da sua atmosfera podem ser ionizadas e arrastadas para o Espaço pela ação de partículas carregadas altamente energizadas vindas da sua estrela, estas as quais seriam defletidas caso houvesse um bom campo magnético nos polos (aqui na Terra, as partículas desviadas vindas do Sol acabam dando origem ao fenômeno das Auroras Boreais, onde moléculas de gás são excitadas na atmosfera dos polos pelas partículas e liberam energia luminosa). Antes Marte podia ter tido uma superfície rica em água e início de vida, mas acabou se transformando em um grande deserto vermelho por causa das chicotadas solares.

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            Até pouco tempo atrás, os astrônomos usavam apenas o fator temperatura para classificar uma zona em torno de uma estrela como habitável e o tamanho dos planetas para que este suporte a vida (4). Agora, um termo mais recente surgiu: Zonas Habitáveis Afetadas pelo Clima Espacial (´space weather-affected habitable zones´, no original em inglês). Se a estrela do Sistema analisado possui uma liberação de ultravioleta e raios-X maior do que 10 vezes a média de emissão do Sol, ela passa a fazer parte dessa nova categoria, e as chances de existir vida podem ser bastante reduzidas. Caso tenha uma liberação energética menor, elas continuam na clássica faixa da ´zona habitável´. Em outras palavras, do jeito que a gente conhece a vida, ela pode ser bem mais rara no Universo do que se imaginava.

           De qualquer forma, mesmo algo ´raro´ dentro da imensidão do nosso Universo já permite inúmeros corpos espaciais abrigando vida, especialmente quando lembramos que os satélites naturais tendem a ser bem mais numerosos do que o número de planetas e que aqui no nosso Sistema Solar existe a possibilidade de alguns deles abrigarem seres primitivos, como o Europa (pertencente à Júpiter). E lembremos: são agora em torno de 2 trilhões de galáxias e a vida sempre encontra um jeito de se proliferar.

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(1) 1 ano-luz é aproximadamente igual a 10 trilhões de quilômetros, ou seja, a distância que a luz percorre em 1 ano; velocidade da luz: 300 000 km/s

(2) Os tipos de estrelas são caracterizados pelo espectro eletromagnético que elas emitem. O tipo M possui emissões majoritárias na região do infravermelho, devido às baixas temperaturas na superfície das estrelas dessa classe. As Anãs-Vermelhas representam a grande maioria das estrelas do tipo M.

(3) Para entender melhor o assunto, recomendo a leitura do artigo Erros mais comuns sobre a Lua.

(4) Se um planeta é relativamente pequeno, ele, sem sombra de dúvidas, será majoritariamente sólido (rochoso ou gelado). Se ele for relativamente grande, provavelmente será, em grande parte, gasoso. Isso porque para um um planeta gasoso não ver seus gases escapando, como ocorre em Júpiter, sua massa precisa ser gigantesca para que a força gravitacional seja enorme e suficiente para segurar a massiva quantidade de gases. Já os rochosos, só conseguiram segurar uma finíssima camada de gases, devido à sua massa bem reduzida, como a Terra e a sua atmosfera. E, obviamente, a vida como a conhecemos não existiria em um planeta gasoso.

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REFERÊNCIAS CIENTÍFICAS
  1. http://www.nature.com/news/these-seven-alien-worlds-could-help-explain-how-planets-form-1.21512
  2. https://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_2233.html 
  3. https://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/multimedia/images/red-dwarf-planet.html
  4. https://www.nasa.gov/jpl/finding-another-earth
  5. https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/nasa-finds-planets-of-red-dwarf-stars-may-face-oxygen-loss-in-habitable-zones
  6. https://www.eurekalert.org/pub_releases/2016-10/hcfa-pcm101116.php
  7. http://www.nature.com/articles/nature19106.epdf
  8. http://www.saberatualizado.com.br/2016/10/nosso-universo-possui-quase-17-vezes.html 
  9. https://svs.gsfc.nasa.gov/4370