Astrobiologia

Uma ciência emergente e a busca por vizinhos cósmicos

   Desde que nos demos conta de que o Sol era mais uma dentre trilhões de outras estrelas no Universo, nos perguntamos se estaríamos sozinhos ou não. O primeiro pensador de que se tem registro a conjecturar sobre a possibilidade de que as estrelas têm seus próprios mundos, e de que estes podem ter vida e até civilizações foi filósofo Giordano Bruno, devido à “radicalidade” do seu pensamento, Bruno foi queimado vivo na fogueira da inquisição da igreja católica.

   Desde então, muitas revoluções científicas vieram e essa possibilidade hoje em dia, de haver vida em outros planetas, é finalmente levada em consideração por uma gama de pesquisadores, e essa procura foi reforçada com a descoberta de exoplanetas potencialmente habitáveis. Ainda não temos evidências suficientes da existência de vida extraterrestre devido às muitas limitações tecnológicas na pesquisa astrobiológica, ainda carecemos de dados e vários métodos de pesquisa ainda não aprimorados para isso.

   Mas quais são os fatores para que um mundo seja habitável? Ser especificamente semelhante a Terra? Seria mesmo possível surgir outras civilizações pelo Universo a fora? E como devemos buscar por esses potenciais vizinhos? Nesta matéria, discutiremos essas perguntas, como uma continuação da publicação sobre exoplanetas.

“Se não existe vida fora da Terra, então o universo é um grande desperdício de espaço “

– Carl Sagan

Da habitabilidade de um mundo

   Lembremos que a ciência da Astrobiologia se compromete a pesquisar a vida de perspectiva cósmica e sua distribuição e até as condições para a vida terrestre ter evoluído, e assim comparar com o que sabemos de outros mundos a fim de descobrir como investigar se há vida além do nosso lar…

Dentre as primeiras condições que geralmente são elencadas para a habitabilidade exoplanetária está a presença de água em estado líquido, como em comparação com a vida como conhecemos na Terra. A água é essencial para funções vitais como um fluido de transporte de nutrientes e de variadas reações químicas em seres vivos. Em questão pode ser verificada analisando-se a distância de um exoplaneta da sua estrela-mãe, se estará na zona habitável, que a região do espaço em que a radiação emitida pela estrela não é alta o suficiente para evaporar toda água, nem tão baixa para que a água se congele, como é representado na imagem 1.

   Se o exoplaneta estiver perto demais de sua estrela-mãe, é improvável que consiga formar água líquida, e estiver longe demais, qualquer formação de H2O congelará.

   Podemos saber se um exoplaneta está na zona habitável pelo método de trânsito, falado na publicação sobre exoplanetas, com este método podemos saber a distância entre o exoplaneta e sua estrela, verificando-se se está muito perto, muito longe ou na própria zona habitável. Já para definir a zona habitável de uma estrela precisamos saber a luminosidade (que seria a potência da estrela, ou seja, seu fluxo de energia durante o tempo) da estrela e relacionar com a temperatura de fusão e ebulição da água, já em distâncias diferentes haveria radiação incidida diferente e assim temperaturas diferentes. Logo, a zona habitável de uma estrela pode ser definida como a faixa de distância radial entre a região onde a temperatura é suficiente para a ebulição da água líquida em vapor d’água e a região onde a temperatura é suficiente apenas para a fusão de gelo em água líquida.

   Além deste fator é necessário também saber o raio do exoplaneta, se é próximo ou igual o da Terra, porque se for muito menor que a Terra, mesmo em zona habitável, infere-se que este Exoplaneta não tem como manter um campo magnético intenso para suportar a vida já que o dínamo no núcleo séria em pequena densidade pelo menor raio em seu interior. A gravidade deve também ser próxima a Terra, calculamos isso com o método de velocidade radial, falado na publicação anterior. A estrela deve também ser estável, já que extensas emissões de massas coronal, flares e emissões gigantescas de raios-X, seria o suficiente, mesmo em zona habitável, arrancar a atmosfera deste Exoplaneta. São estes fatores que levamos em consideração procurar e descobrir um exoplaneta potencialmente habitável.

   Há como saber, através das observações astronômicas de um exoplaneta, se ele já tem presença de vida? Sim, pelo espectro de transmissão, abordado na publicação anterior, poderíamos encontrar as bioassinatutas, que seriam compostos ligados diretamente a presença de vida, a exemplo, se num espectro de transmissão tiver a presença de O2 e CO2, seria um forte indício de presença de vida, mas claro, verificarmos se poderia ser um fenômeno abiológico que poderia lançar esses gases, mas altas concentrações de O2 estaria diretamente ligadas à processos fotossintetizantes. O máximo que observamos nós espectros foi presença de água, que já ajuda e muito, e traços de CH4 (metano) mas outros compostos ligados a vida como O2, ainda são difícieis de observar, já que esses traços no espectro de transmissão não são muito marcados na sensibilidade, necessitando-se de equipamentos mais precisos para registrar presença de O2 em exoplanetas. Em si, na espectroscopia de transmissão de exoplanetas, como são objetos extremamente distantes, só alguns elementos são marcados nos equipamentos mais facilmente que outros.

   Lembrando que falamos até aqui sobre como a vida, tal qual conhecemos, a vida terrestre, pode se sustentar. É possível que existam outras formas de vida pelo Universo, mas é difícil encontrar alguma evidência dessas outras potenciais formas de vida devido a complexidade de detectar o que ainda não conhecemos. Imagine só como saberíamos se há seres microscópicos baseados em metano líquido como seu fluido primordial (ao invés da água) e uma membrana totalmente diferente das que conhecemos, no satélite natural Titã, de Saturno? Só uma análise direta nos revelaria um comportamento desse potencial ser vivo, só dessa maneira saberíamos sobre formas de vida tão exóticas.

A busca por vizinhos cósmicos

Desde de 1959, já se especulava sobre a vida no Universo e sobre a possibilidade de outras civilizações, extraterrestres, poderem se comunicar por meio de ondas de rádio como a civilização humana, e se já poderíamos ter capturado alguma transmissão de outra civilização na Terra. Um trabalho para a Radioastronomia.

   A Radioastronomia se compromete com a observação do céu via ondas de rádio com o auxílio de super antenas, os rádio-telescópios, capazes de conseguir inúmeras informações de outros corpos celestes emitindo nessa frequência do espectro eletromagnético. Na imagem 2 vemos o observatório ALMA (Atacama Large Milimiter-Submilimiter Array) o maior observatório de Radioastronomia do mundo.

Em 1971 a NASA começou a financiar pesquisas no projeto SETI (Searching for ExtraTerrestrial Inteligence), com o objetivo de encontrar algum sinal de vida extraterrestre inteligente. Mas antes disso, em 1960, o astrônomo Frank Drake desenvolveu a sua famosa equação para estimar a quantidade de potenciais civilizações na nossa galáxia, a Via Lactea. Essa se trata apenas de uma conjectura, já que não temos os dados necessários para resolver esta equação, como a taxa de planetas com vida, taxa de planetas em que pode se desenvolver uma civilização e o tempo necessário para uma civilização se tornar tecnológica o suficiente a fim de emitir ondas de rádio.

N = R × Fp × Ne × FI × Fi × Fc × L

N é o número de civilizações na Galáxia, R a taxa de formação de estrelas na Galáxia, Fp é a fração de tais estrelas que possuem planetas em órbita, Ne é o número médio de planetas que potencialmente permitem o desenvolvimento de vida por estrela que tem planetas, FI é a fração dos planetas com potencial para vida que realmente desenvolvem vida, Fi é a fração dos planetas que desenvolvem vida inteligente, Fc é a fração dos planetas que desenvolvem vida inteligente e que têm o desejo e os meios necessários para estabelecer comunicação e L é o tempo de vida esperado de tal potencial civilização.

Como foi falado não temos como ainda saber os valores FI, Fi, Fc e L.

E como saberíamos se um sinal de rádio seria uma mensagem de uma civilização distante? Pelo seu padrão, se for um padrão matemático, como uma sequência de números primos, seria um forte indício de um sinal de inteligência já que nenhum fenômeno natural faz padrões em números primos, só entidades inteligentes seriam capazes de descobrir e saber o que são números primos. No romance Contato (narrativa e filme) do saudoso astrônomo e astrobiólogo Carl Sagan é retratado um contato com civilização inteligente por meio desses padrões matemáticos.

Instituto SETI e a Mensagem de Arecido

A maior iniciativa de pesquisa em busca de civilizações extraterrestres foi a criação do Instituto SETI, fundado pelo próprio Carl Sagan e Jill Tarter em 1984. O Instituto SETI é um grupo privado que funciona com doações e parcerias com universidades e tem até um projeto de ciência cidadã, o SETI@home, em que qualquer pessoa pode oferecer o processamento ocioso do seu computador para o Instituto SETI. O observatório que o Instituto SETI mais utiliza é o Observatório de Arecido, uma antena de 350 metros de diâmetro.

A partir dele, e outros observatórios em conjunto, são analisados inúmeros sinais de rádio a fim de saber se são sinais de civilizações extraterrestres ou não, e neste observatório foi enviada a Mensagem de Arecibo, uma mensagem em código binário que representa uma figura humana e o próprio telescópio de Arecido.

O conjunto de píxeis da base e das laterais da imagem, 23 da base e 73 dos lados, gera um produto de números primos, 1979 píxeis, a quantidade de dígitos em binário na mensagem. Esse produto de primos foi para que a mensagem fosse facilmente decodificada sendo bidimensional e para deixar claro que se trata de uma mensagem de uma outra civilização, já que mostra uma relação matemática. Em vermelho seria a figura humana e no final em roxo, o telescópio de Arecibo.

Ainda não temos evidências da existência de outras civilizações, ou de alguma resposta de nossos antigos sinais de rádio emitidos nos anos de 1920, quando dominamos a aparelhagem de rádio. Talvez as civilizações estejam extintas ou são raras em evoluir tecnologicamente, ou então os sinais de rádio de uma civilização já poderiam ter chegado aqui na Terra no passado, mas não tínhamos tecnologia para detectá-los. Talvez a comunicação via rádio para uma civilização super tecnológica é obsoleta e não temos como descobrir como se comunicam. Outro fator importante é a questão das distâncias no Universo, se há uma civilização a 100 anos-luz da Terra (lembrando que ondas de rádio são ondas eletromagnéticas, como a luz, e viajam a C= 300.000 km/s no vácuo e um ano-luz equivale a quase 9,3 trilhões de quilômetros e a luz demoraria um ano para alcançar nessa distância) detectaria nossas transmissões de rádio de 1920, e demoraria 100 para chegar nessa distância de 100 anos-Luz, ou seja, só chegaria em 2020 nesta civilização, e a resposta desta civilização em ondas de rádio ia demorar também 100 anos, só íamos ter a resposta no ano de 2120 sobre as transmissões de 1920, 200 anos depois.

Considerações finais

A Astrobiologia é um campo promissor e crescente, com vários projetos em andamento e tecnologias sendo aprimoradas, tanto nos telescópios terrestres, como em sondas espaciais, e mesmo que não tenhamos quaisquer evidências de vida fora da Terra isso não significa sua inexistênciada. Além disso, também são feitas várias estimativas para ajudar nessa busca, até mesmo considerando-se a possibilidade de estarmos realmente sozinhos no Universo. Este é um belo exemplo do fazer científico, com novas hipóteses e o crivo do ceticismo científico na precisão dos dados.

A busca continua…

Texto escrito por Enzo Maia, membro da Sociedade de Estudos Astronômicos de Sergipe.

Referências

Intrudoção a Astrobiologia, Universo Racionalista. Disponível em https://universoracionalista.org/introducao-a-astrobiologia

Instituto SETI, disponível online em https://seti.org

Wikipédia, a enciclopédia livre. Disponível online em https://wikipedia.org.br

Agradecimentos para Letícia Vasconcelos, membra da SEASE e graduanda em Astrofísica na UFS, pela edição das imagens desta publicação. E gratidão ao Filipe Menezes, também graduando em Astrofísica na UFS, pela ajuda referente às questões de Radioastronomia e pesquisa SETI.