Os cientistas acreditam que nas próximas décadas poderemos detetar sinais de vida em planetas extra-solares, mas para isso serão necessárias novas ferramentas e técnicas. Investigadores de todo o mundo acabam de definir uma espécie de roteiro para desenvolver técnicas que permitam finalmente responder à questão: estaremos sozinhos no Universo? O trabalho foi publicado este mês em cinco artigos da revista Astrobiology. Os documentos servirão de referência para pesquisas futuras que pretendam debruçar-se sobre de que modo podem os cientistas procurar sinais de vida no Universo usando observações com telescópios.

Bioassinaturas detetáveis.
O passado, presente e futuro da investigação sobre bioassinaturas detetáveis remotamente. Crédito: Astrobiology, Mary Ann Liebert, Inc., New Rochelle, NY.

Estima-se que possa haver planetas em torno de quase todas as estrelas da Galáxia. Na verdade, os exoplanetas (planetas que orbitam estrelas para lá do Sol) têm sido descobertos a um ritmo tão elevado – mais de 3500 desde o primeiro descoberto em 1992 – que foi necessária uma reunião urgente de cientistas de várias áreas para se poder sintetizar o conhecimento que levará mais longe a capacidade de encontrar sinais de vida nesses planetas. Formada há três anos, a NExSS (Nexus for Exoplanet System Science), da NASA, é uma rede internacional que engloba investigadores de várias áreas com o objetivo de descobrir como podemos caracterizar e eventualmente procurar sinais de vida, ou bioassinaturas, em exoplanetas. Como ainda não podemos visitar exoplanetas, os cientistas precisam de usar telescópios para procurar as bioassinaturas, e a tecnologia destes telescópios vai ter de ser aperfeiçoada para estas observações.

Com esse fim, a NExSS produziu uma série de artigos abrangentes que descrevem o passado, presente e futuro da investigação relacionada com a procura de sinais de vida em exoplanetas. Os artigos são o resultado de dois anos de trabalho de alguns dos principais investigadores mundiais em astrobiologia, ciências planetárias, ciências da Terra, física solar, astrofísica, química e biologia. O trabalho começou com reuniões on-line seguidas por um workshop presencial realizado em Seattle, Washington, em 2016, onde os cientistas trocaram e debateram as novas ideias para uma melhor identificação da vida em mundos exteriores ao Sistema Solar. Vários membros do ELSI (Earth-Life Science Institute) e investigadores de outros institutos da área metropolitana de Tóquio participaram nas atividades. A discussão levada a cabo foi a base dos artigos publicados.

Os artigos identificam vários problemas nesta busca e propõem soluções. Os cientistas pretendem procurar dois principais tipos de sinais. Um tem a ver com os gases que a vida produz, por exemplo, o oxigénio que respiramos, que foi produzido por plantas ou micróbios fotossintéticos. Outro é a luz refletida pela própria vida, como a cor das folhas ou os pigmentos que dão cor às algas que se desenvolvem nos oceanos. Este tipo de assinaturas pode ser observado na Terra a partir de instrumentos em órbita, e os astrónomos estão a estudar novos designs para os telescópios de modo a serem capazes de detetar essas assinaturas em exoplanetas.

O grupo discute também de que forma a natureza poderá “enganar” os cientistas, levando-os a pensar que um planeta tem vida mesmo não tendo, ou vice-versa. De que forma pode um planeta sem vida produzir oxigénio (que é atualmente abundante na Terra, devido à fotossíntese biológica), e como os planetas com vida podem ter bioassinaturas para além do oxigénio? Pensando em avanço nestas questões, os cientistas ficam mais bem preparados para distinguir que mundos são verdadeiramente habitados e para expandir o catálogo de bioassinaturas que poderão procurar no futuro.

A equipa começou também a quantificar as hipóteses de vida e a clareza dos seus sinais em outros mundos, o que é um desafio incrivelmente importante e difícil. Os dados que os astrónomos irão conseguir recolher em exoplanetas serão relativamente esparsos; não terão amostras dos planetas, mas apenas dados de um único ponto de luz desses mundos. Ao analisarem as assinaturas dos gases atmosféricos e da superfície nessa luz, irão avaliar o máximo possível sobre o exoplaneta, o que inclui terem de inferir sobre a composição atmosférica, o clima do planeta e a presença de oceanos e continentes. Combinando essas informações de forma sistemática e desenvolvendo novos modelos, os cientistas poderão analisar se os dados de um planeta se explicam melhor pela presença de vida. E com base nesses modelos, será possível definir níveis de confiança sobre a existência de vida. O novo trabalho dá enfase à necessidade de considerar os planetas de um modo integrado, incluindo múltiplas áreas de estudo e perspetivas.

Por último, serão necessários novos instrumentos para os telescópios que irão fazer as observações essenciais para este trabalho. E isto inclui observatórios terrestres e espaciais, tanto os que hoje operam como os que vão ser construídos no futuro. As novas tecnologias não só irão melhorar as avaliações de tamanhos e órbitas de mundos distantes, como irão permitir uma análise mais profunda das suas atmosferas e propriedades de superfície. Eventualmente, serão capazes de nos dizer se esses mundos têm potencial para abrigar vida. Estão a ser discutidos planos de uma missão com deteção de bioassinatura como objetivo central para lançamento na década de 2030.

“Desde meados do século XX que estamos a ver avanços significativos nos métodos e tecnologias que podemos usar para fazer observações mais precisas e caracterizar os exoplanetas. Muitos deles foram testados em grandes planetas inóspitos,” disse Yuka Fujii, investigadora do ELSI e principal autora de um dos artigos. O alcance das observações está agora a expandir-se em direção aos exoplanetas do tamanho da Terra, potencialmente temperados. Os dados que vão ser recolhidos na próxima década irão permitir estudar melhor os planetas que podem abrigar vida. “A procura de vida em exoplanetas a anos-luz de distância é um desafio ambicioso – não irá ficar concluída com a deteção de uma única característica, mas irá exigir esforços a longo prazo com vista a detetar um conjunto de assinaturas que não possam ser explicadas por nenhum processo abiótico conhecido, mas sim, e de forma plausível, pela presença de uma biosfera.”

Os autores terminaram deixando a esperança de que, com tecnologias futuras e o conhecimento atual da distribuição de exoplanetas, a deteção de assinaturas atmosféricas de planetas potencialmente habitáveis ​​poderá ocorrer antes de 2030.

Fonte da notícia: Phys.org

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