Nova ferramenta ajuda a interpretar pesquisas futuras de vida em exoplanetas

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Crédito CC0: domínio público

Existe vida em um planeta distante? Uma maneira que os astrônomos estão tentando descobrir é analisando a luz que é espalhada pela atmosfera de um Planeta. Parte dessa luz, que se origina das estrelas que orbita, interagiu com sua atmosfera e fornece pistas importantes sobre os gases que contém. Se gases como oxigênio, metano ou ozônio forem detectados, isso pode indicar a presença de organismos vivos. Esses gases são conhecidos como bioassinaturas. Uma equipe de cientistas da EPFL e da Universidade Tor Vergata de Roma desenvolveu um modelo estatístico que pode ajudar os astrônomos a interpretar os resultados da busca por esses "sinais de vida". A pesquisa deles acaba de ser publicada em Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS)

Desde que o primeiro exoplaneta - um planeta que orbita uma estrela diferente do Sol - foi descoberto há 25 anos, mais de 4.300 foram identificados. E a lista continua crescendo: uma nova é descoberta a cada dois ou três dias. Cerca de 200 dos exoplanetas encontrados até agora são telúricos, o que significa que consistem principalmente em rochas, como a Terra. Embora esse não seja o único requisito para um planeta ser capaz de hospedar vida - ele também precisa ter água e estar a uma certa distância de seu Sol - é um critério que os astrônomos estão usando para focar sua pesquisa.

Nos próximos anos, o uso da espectroscopia de gás para detectar bioassinaturas na atmosfera dos Planetas se tornará um elemento cada vez mais importante da astronomia. Muitos programas de pesquisa já estão em andamento nessa área, como o satélite de caça a exoplanetas CHEOPS, que entrou em órbita em dezembro de 2019, e o telescópio óptico James-Webb, com lançamento previsto para outubro de 2021.

Começando com um desconhecido

Embora muito progresso tenha sido feito na detecção de bioassinaturas exoplanetárias, vários pontos de interrogação permanecem. Quais são as implicações desse tipo de pesquisa? E como devemos interpretar os resultados? E se apenas uma bioassinatura for detectada em um planeta? Ou, se nenhuma bioassinatura for detectada - o que devemos concluir? Esses tipos de perguntas são o que os cientistas da EPFL-Tor Vergata se propuseram a responder com seu novo modelo.

Seu trabalho aborda o problema de um novo ângulo. Tradicionalmente, os astrônomos procuram vida em outro planeta com base no que sabemos sobre a vida e a evolução biológica na Terra. Mas com seu novo método, os cientistas começaram com uma incógnita: quantos outros planetas em nossa galáxia têm alguma forma de vida. Seu modelo incorpora fatores como o número estimado de outras estrelas na galáxia semelhantes ao Sol e quantos planetas telúricos podem estar orbitando a uma distância habitável dessas estrelas. Ele usa estatísticas bayesianas - particularmente adequadas para tamanhos de amostra pequenos - para calcular a probabilidade de vida em nossa galáxia com base em quantas bioassinaturas são detectadas: uma, várias ou nenhuma.

"Intuitivamente, faz sentido que, se encontrarmos vida em outro planeta, provavelmente haja muitos outros na galáxia com algum tipo de organismo vivo. Mas quantos?" diz Amedeo Balbi, professor de astronomia e astrofísica no Departamento de Física de Tor Vergata. "Nosso modelo transforma essa suposição intuitiva em um cálculo estatístico e nos permite determinar exatamente o que os números significam em termos de quantidade e frequência".

"Os astrônomos já usam várias suposições para avaliar o quão confiável é a vida em um determinado planeta", diz Claudio Grimaldi, cientista do Laboratório de Física de Matérias Complexas (LPMC) da EPFL, que também é afiliado ao Centro de Pesquisa Enrico Fermi, em Roma. "Um de nossos objetivos de pesquisa foi, portanto, desenvolver um método para pesar e comparar essas suposições à luz dos novos dados que serão coletados nos próximos anos".

Espalhando-se de um planeta para outro

Dado o pequeno número de planetas que provavelmente serão examinados em um futuro próximo, e assumindo que a vida surgirá independentemente em qualquer planeta, o estudo EPFL-Tor Vergata descobriu que se apenas uma bioassinatura for detectada, podemos concluir com uma maior mais de 95% de probabilidade de haver mais de 100.000 planetas habitados na galáxia - mais do que o número de pulsares, que são objetos criados quando uma estrela massiva explode no final de sua vida. Por outro lado, se nenhuma bioassinatura for detectada, não podemos necessariamente concluir que outras formas de vida não existem em outros lugares da Via Láctea.

Os cientistas também analisaram a teoria da panspermia, que afirma que, em vez de emergir independentemente em um determinado planeta, as formas de vida poderiam ser transportadas de outro planeta - por exemplo, através da matéria orgânica ou organismos microscópicos transportados em cometas ou espalhando-se entre planetas vizinhos. Isso implica que a probabilidade de vida em um planeta também depende de quão longe ele está de outros planetas e quão facilmente várias formas de vida - cujas características físicas podem ser extremamente diferentes daquelas com as quais estamos familiarizados - são capazes de resistir às condições extremas do espaço viajar e se adaptar ao novo planeta. A contabilização da panspermia altera o número inferido de planetas habitados em outras partes da Galáxia.

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Mais informações: Amedeo Balbi et al. Quantificando o impacto da informação de pesquisas futuras para bioassinaturas exoplanetárias, Proceedings of the National Academy of Sciences (2020). DOI: 10.1073 / pnas.2007560117

Informações do jornal: Proceedings of the National Academy of Sciences

Fornecido pela Ecole Polytechnique Federale de Lausanne

Fonte: Phys News / por Sarah Perrin, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne / 18-08-2020     

https://phys.org/news/2020-08-tool-future-life-exoplanets.html

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HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.

Membro da Society for Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).

Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.

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