As chances de encontrarmos uma nova Terra são enormes.

Encontrar provas de vida fora da Terra não é um sonho. É algo que podemos realizar com sucesso. Pelo menos é o que defende a astrônoma do centro de pesquisa da NASA, Natalie Batalha. Esse é um sentimento compartilhado por vários pesquisadores da comunidade científica, e foi amplamente discutido na última cerimônia do Instituto Carl Sagan da Universidade de Cornell, dos Estados Unidos.

O instituto, que é ideia da astrônoma Lisa Kaltenegger, foi fundado para explorar a diversidade de mundos e vislumbrar a descoberta de vida no horizonte cósmico. Se tivermos sorte, podemos encontrar outro planeta como a Terra. Ou uma dúzia. Ou mil.  Isso ninguém duvida. Vai ser um esforço enorme, mas os astrônomos, cientistas planetários, químicos e biólogos do Instituto Carl Sagan tem um plano para nos levar até lá.

E é assim que vamos tentar encontrar o próximo planeta azul e colocar um fim na nossa solidão cósmica.

Bilhões e bilhões

Esse é um grande momento para se estar vivo, se você estiver interessado em mundos além do nosso sistema solar. Ao longo das últimas duas décadas, a ciência exoplaneta sofreu nada menos do que uma revolução, e até mesmo se você é cético sobre a ideia de vida alienígena, as descobertas que fizemos são muito impressionantes.

Vinte anos atrás, os astrônomos não tinham confirmado um único planeta fora do nosso sistema solar. Nos últimos seis anos, Kepler, um telescópio da NASA que orbita o sol, encontrou mais de 100.000 estrelas simultaneamente, descobrindo mais de 4.100 candidatos planetários. Desses, 1.000 se confirmaram planetas.

Isso porque Kepler não está digitalizando todo o céu. Em vez disso, ele monitora uma pequena porção de nossa galáxia, levantando um censo cósmico de tudo o que vê pela frente. Com este censo, os astrônomos usam estatísticas para extrapolar a distribuição dos planetas ao longo da Via Láctea.

De acordo com Bill Borucki, pesquisador principal da missão Kepler, nós já aprendemos que a maioria das estrelas tem planetas, que os planetas do tamanho da Terra são comuns, e uma boa fração deles se encontra na zona habitável de sua estrela.

E tem mais

Quando você coloca os números juntos, eles ficam ainda mais impressionantes: em 100 bilhões de estrelas, 10% têm planetas do tamanho da Terra, 10% são estrelas como o sol, e um bilhão de planetas do tamanho da Terra estão na zona habitável de estrelas como o sol.

Pode haver bilhões de planetas do tamanho da Terra na zona habitável de uma estrela parecida com o sol. Trinta anos atrás, os astrônomos não tinham certeza disso. E tudo isso, é claro, é apenas dentro de nossa galáxia.

Há bilhões de estrelas em nossa galáxia, e bilhões de galáxias lá fora. Logo, os números estão, felizmente, muito a nosso favor.

Mas como vamos descobrir um novo planeta Terra?

A tecnologia por trás dessa descoberta incrível é, a princípio, bastante simples.

A maioria dos exoplanetas que conhecemos até agora foram detectados por uma ligeira quebra na luz emitida por uma estrela quando um planeta cruza seu caminho dentro da linha de visão do telescópio.

Na prática, no entanto, identificar essas sombras planetárias é insanamente difícil, porque a breve mudança na luz das estrelas causada por um evento assim é absolutamente minúscula.

Imagine que você está olhando para o arranha-céu mais alto da sua cidade, e é noite. Cada janela está aberta e cada luz está acesa. Uma pessoa vai e abaixa as persianas em uma janela por cerca de um centímetro. Essa é a mudança na luz que os cientistas têm que medir para encontrar um planeta do tamanho da Terra.

Pior: como se não bastasse ser difícil uma vez, os pesquisadores têm que fazer essa medição duas vezes, para ter certeza e não dar um chute no escuro.

Para conseguir medir essa mínima alteração de luz, os cientistas tiveram que desenvolver fotômetros mil vezes mais precisos do que qualquer um construído antes. Estes sensores de luz, como explicam os cientistas, deve monitorar milhares de estrelas ao mesmo tempo, porque a chance de detectar essas linhas de luz que representam a existência de um planeta no caminho de uma estrela na linha de um telescópio de visão é inferior a 1%.

Os novos fotômetros também têm que funcionar perfeitamente em todos os momentos – e não ancorados ao solo, mas sim no espaço exterior. O desafio é do tamanho do universo.

Muitos anos trabalhando nessa ideia

Justamente porque esse dispositivo é tão engenhoso e preciso, demorou quase duas décadas para ser projetado, prototipado e convencer a NASA de que seria eficiente para captar essa variação de luz.

Até agora, só pudemos chegar até mundos que estão a uma distância orbital da Terra. Os planetas mais distantes provocam uma alteração de luz muito fraca para o fotômetro detectar. Ou seja, os números estão a nosso favor, sim, mas essa análise é bastante relativa.

O que podemos fazer com esses dados?

Sabendo qual é a massa e raio dos planetas, podemos calcular sua densidade, o que nos diz se estamos olhando para um mundo semelhante à Terra, rochoso, ou uma bola de gás, como Júpiter.

Até agora, nossa galáxia tem sido cheia de surpresas. Muitas estrelas abrigam grandes mundos que orbitam muito mais perto do que Mercúrio, uma situação que foi considerada quase impossível 30 anos atrás.

Os dois tipos mais comuns de planetas conhecidos para a humanidade agora, chamados “super-Terras” e “mini-Netunos”, ainda não foram encontrados em nosso sistema solar. Temos sugestões de lugares incrivelmente estranhos lá fora, de gigantes gasosos a mundos de puro oceano (igual aquele que aparece em “Interstelar”) e planetas de lava.

Também existem planetas orbitando estrelas binárias, que têm dois sóis nascentes no leste e poentes no oeste. Cássia Eller ficaria realizada de saber que em algum lugar do universo, o segundo sol realmente chegou.

De acordo com os astrônomos, já até encontramos planetas em aglomerados de 25 estrelas. Nesses lugares, olhar para o céu seria algo como olhar para um mar de pedras. Me deu uma sensação de claustrofobia só de pensar – mas mesmo assim não deixa de ser uma ideia interessante.

É fato consumado de que há uma diversidade de mundos incrivelmente maravilhosa lá fora, e nós ainda nem sequer arranhamos a superfície desse mundo de possibilidades.

Espalhados entre esses mundos exóticos, os pesquisadores também já encontraram um punhado de planetas rochosos que não são muito quentes, nem muito frios, e que orbitam em torno de estrelas como o nosso sol. Ou seja: mundos que poderiam ser a próxima Terra. Estes lugares seriam potencialmente habitáveis e, de acordo com as estatísticas, sabemos que eles estão suscetíveis de estar próximos daqui.

Ainda assim

Para um mundo ser potencialmente habitável como o nosso, vamos precisar de um olhar muito melhor e profundo desses lugares. Isso é exatamente o que estamos esperando com a próxima geração de telescópios. Com missões futuras, vamos poder não só olhar para o fluxo e refluxo da luz das estrelas distantes, mas também as atmosferas dos potenciais planetas.

Anos-luz de distância não devem ser uma barreira para o conhecimento. Quando isso acontecer, os astrônomos de todo o mundo vão se tornar caçadores de alienígenas. A Terra pode ser um aconchegante lugar azul hoje, mas nem sempre foi luz do sol, sombra e água fresca. Quatro bilhões de anos atrás, a superfície rochosa do nosso planeta estava em constante erupção com vulcões e fogo por toda a parte. Nosso solo vivia bombardeado por cometas e asteroides, inundado em esterilização de radiação UV, e tinha praticamente nenhum oxigênio.

Foi a vida que deixou a Terra como ela é. Os primeiros colonizadores, resistentes, transformaram ao longo de bilhões de anos um deserto rochoso em uma biosfera respirável e confortável. E essa é mais uma coisa a se pensar se você quer ser otimista sobre a descoberta de novos planetas.

Mas o oxigênio não é fundamental para a vida?

Tomados isoladamente, o oxigênio ou o metano não representam uma condição forte para a existência da vida – e ambos podem ser produzidos por reações químicas inorgânicas. Mas se os colocamos juntos, e polvilharmos um pouco de água, a história muda. Nossa melhor assinatura para a vida até agora é a combinação de oxigênio ou ozônio com uma redução de gás, algo que deve fazer o oxigênio ir embora. Um monte de coisas que são biológicas, como o metano, por si só, ou gás carbônico sozinho, também podem vir de rochas, por isso não podemos apenas usar esses indicativos. Mas se o oxigênio é encontrado junto com o metano, então algo tem que produzi-lo em grandes quantidades.

Resumindo: tudo o que precisamos fazer é encontrar um planeta rochoso, que esteja orbitando em torno de uma bola de fogo e tenha oxigênio e metano. Parece que não é pedir muito, não é?

Levantando os dados

Esperamos levantar esses dados através de futuras missões espaciais, começando com o satélite TESS, em 2017. TESS vai ser o nosso verdadeiro caçador de planetas. Ele vai digitalizar todo o céu, monitorando mais de meio milhão de estrelas em nossa vizinhança cósmica.

TESS x Kepler

TESS será como Kepler, mas em vez de ficar olhando para uma parte específica do céu, ele vai escanear o céu inteiro, com foco em nossos vizinhos mais próximos. Ele faz praticamente a mesma coisa que Kepler, só que é muito mais focado no objetivo de encontrar a próxima Terra.

TESS pode encontrar muitos candidatos esperançosos, mas não fará o serviço completo sozinho. Ele não estudará atmosferas, por exemplo. Esse processo será objetivo do Telescópio Espacial James Webb (TEJW), a ser lançado em 2018.

Com um poder de detecção sem precedentes, o TEJW vai se tornar o grande observatório da próxima década. Sua sensibilidade é enorme. A temperaturas baixas, o TEJW emite muito pouca radiação, permitindo a detecção de assinaturas de energia bem fracas, incluindo ligeiras depressões na luz emitida a partir de uma estrela distante.

Ainda precisamos de mais

Por mais impressionante que o TEJW pareça, ele ainda não será poderoso o suficiente para estudar muitos planetas rochosos como a Terra – mas com certeza vai entender a diversidade das atmosferas dos planetas encontrados.

Por isso, depois do TEJW, os cientistas têm o plano de lançar o Wide Field Infrared Survey (WFIRST), um telescópio de espionagem adaptado. Usando uma técnica chamada microlente, ele terá sensibilidade para detectar planetas menores do que a Terra orbitando a distâncias superiores a 1 UA (a distância entre a Terra e o sol). Bloqueando a luz das estrelas, o WFIRST também será capaz de ver diretamente a luz refletida de alguns planetas maiores.

Uma vez que o WFIRST for lançado, em meados de 2020, as agências espaciais finalmente planejam uma missão “localizadora de vida”. É este futura missão que nós estamos esperando que tenha o poder de decodificar as atmosferas dos planetas rochosos, muitos do tamanho da Terra orbitando em estrelas por toda a nossa vizinhança estelar.

As chances de sermos bem-sucedidos são enormes, mas a estimativa é que a conversa comece a ficar séria depois de 2025. Até lá, teremos dados para guiar uma missão que valha o investimento (financeiro e humano) e prometa descobertas interessantes.

Como nós saberemos que encontramos a próxima Terra?

Pode demorar várias décadas para que a tecnologia necessária para detectar a Terra 2.0 seja criada, desenvolvida e colocada em prática.

A resposta para “qual desses mundos é mais promissor” vai estar na combinação entre o que sabemos sobre a vida na Terra com o que sabemos sobe astronomia.

Estas informações incluem uma base de dados contendo centenas de atmosféricas químicas, algumas de planetas hipotéticos que se parecem com a nossa Terra, algumas que se parecem com a do nosso passado geológico, e outras que são totalmente estranhas.

O banco de dados dos astrônomos funcionará como um “CSI de exoplanetas” e será utilizado para categorizar mundos distantes e classificá-los em categorias de semelhanças com a Terra.

Catálogo

Assim como paisagens verdes e os oceanos azuis da Terra sugerem a presença de vida, a cor vibrante em mundos distantes pode oferecer pistas reveladoras.

Em um estudo publicado em março, os pesquisadores examinaram mais de 100 microrganismos em todo o planeta Terra, incluindo muitos que vivem em ambientes extremos, e documentou suas assinaturas.

A diversidade de cores representadas nestes bichos vai ajudar caçadores de alienígenas a imaginar como a vida pode parecer em outros lugares e como podemos detectá-la além de um pálido pontinho azul.

Podemos encontrar alguma coisa, mas o quê?

É incrível considerar a possibilidade de encontrar uma segunda Terra. Mas mesmo a prova definitiva de vida em outro mundo não vai eliminar o nosso desejo de explorá-lo. Aliás, muito pelo contrário.

Então, digamos que encontramos outra Terra. E aí? O que vamos fazer depois disso?

A contundente resposta era exatamente o que qualquer fã de ficção científica esperaria ouvir: nós vamos tentar chegar lá.

Fonte: http://hypescience.com/

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