Dentro de nossos sistemas solares, existem várias luas onde os astrônomos acreditam que a vida pode ser encontrada. Isso inclui Ceres, Calisto, Europa, Ganimedes, Encélado, Titã e talvez Dione, Mimas, Triton e o planeta anão Plutão. Acredita-se que esses “ mundos oceânicos ” tenham água líquida abundante em seus interiores, além de moléculas orgânicas e aquecimento das marés - os ingredientes básicos para a vida.
O que levanta a questão mais importante: luas semelhantes podem ser encontradas em outros sistemas estelares? Esta é a pergunta que a cientista planetária da NASA, Dra. Lynnae C. Quick, e sua equipe do Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA procuraram resolver. Em um estudo recente, Quick e seus colegas examinaram uma amostra de sistemas de exoplanetas e descobriram que os mundos oceânicos provavelmente são muito comuns em nossa galáxia.
O estudo deles, “ Prevendo taxas de atividade vulcânica em exoplanetas terrestres e implicações para a atividade crio-vulcânica em mundos oceânicos extra-solares ”, apareceu recentemente na revista Publications of the Astronomical Society of the Pacific . Juntando-se ao Dr. Quick estavam os pesquisadores Aki Roberge, da NASA Goddard, Amy Barr Mlinar, do Instituto de Ciência Planetária (PSI), e Matthew M. Hedman, físico da Universidade de Idaho.
As plumas do interior de Europa são depositadas na superfície, fazendo com que quaisquer moléculas orgânicas sejam expostas à radiação de Júpiter.
Crédito: NASA / JPL-Caltech
Para o estudo, a Dra. Quick e sua equipe consideraram se outros sistemas da galáxia também poderiam ter planetas com oceano interior geologicamente ativos. Isso resultaria em atividade de plumas que futuros telescópios de caça de exoplanetas poderão detectar. Como o Dr. Quick explicou em um recente comunicado de imprensa da NASA:
“Plumas de água emergem de Europa e Encélado, para que possamos dizer que esses corpos têm oceanos subterrâneos sob suas conchas de gelo, e eles têm energia que impulsiona as plumas, que são dois requisitos para a vida como a conhecemos. Portanto, se estamos pensando nesses lugares como possivelmente habitáveis, talvez versões maiores deles em outros sistemas planetários também sejam habitáveis. ”
Embora os telescópios atuais não sejam sofisticados o suficiente para detectar plumas nos exoplanetas, Quick e sua equipe começaram a realizar uma análise matemática em 2017 para ver a probabilidade dos mundos oceânicos extra-solares. Para fazer isso, eles selecionaram 53 exoplanetas com tamanho semelhante ao da Terra, embora alguns tenham até oito vezes mais massa. Eles então procuraram determinar quanta energia cada um poderia gerar e liberar na forma de calor.
Usando os mundos oceânicos do Sistema Solar como modelo, as fontes desse calor podem se resumir a uma das duas possibilidades. Primeiro, há a lenta decadência de materiais radioativos na crosta e no manto de um planeta (também conhecido como calor radiogênico). Segundo, há força de maré, onde a atração gravitacional de outro objeto faz com que o interior do planeta se flexione e se estique, gerando calor que precisa de uma rota de fuga.
Ilustração artística mostrando uma seção transversal interna da crosta de Encélado, que mostra como a atividade hidrotérmica pode estar causando as plumas de água na superfície da lua.
Créditos: NASA-GSFC / SVS, NASA / JPL-Caltech / Southwest Research Institute
No caso de planetas terrestres (rochosos) como a Terra, esse calor é liberado através da crosta e do manto na forma de vulcanismo e tectônica de placas. No caso de luas como Europa, Enceladus, Triton, et al. resulta em crio-vulcanismo (onde a água rompe a superfície gelada para formar plumas) ou através da migração da crosta gelada. De qualquer maneira, saber quanto calor é descarregado permite que os cientistas saibam se o corpo pode ser habitável.
Por exemplo, muita atividade vulcânica pode transformar a superfície de um planeta em um terreno baldio derretido, enquanto gases vulcânicos podem criar uma pluma tóxica de uma atmosfera. Enquanto isso, pouca atividade pode levar a uma atmosfera fina sem gases de efeito estufa suficientes, resultando em uma superfície fria e árida. O mesmo vale para o crio-vulcanismo, onde muito pode aquecer um oceano interior quente demais para sustentar a vida e muito pouco levará ao congelamento do oceano.
Por fim, suas análises confirmaram que mais de um quarto dos 53 exoplanetas que eles amostraram (26%, o que corresponde a 14 planetas) provavelmente eram mundos oceânicos e que a maioria deles seria capaz de liberar mais energia do que Europa ou Europa. Encélado. Além disso, a equipe deu uma olhada no sistema TRAPPIST-1 , que possui sete exoplanetas rochosos que foram confirmados pelos astrônomos em 2017.
Vários estudos foram realizados nesses planetas que indicam que eles poderiam ser água, o que este estudo apóia. De acordo com os cálculos da Dra. Quick e sua equipe, TRAPPIST-1 e, f, geh poderiam ser mundos oceânicos, o que significa que 4 dos 14 mundos oceânicos identificados pelos cientistas neste estudo podem ser encontrados em apenas um sistema .
Gráfico animado mostrando a atividade geológica prevista em exoplanetas (com e sem oceanos) em comparação com a atividade geológica conhecida entre os corpos do sistema solar (com e sem oceanos). Crédito: Lynnae Quick e James Tralie / NASA-GSFC
Dado que muito poucos exoplanetas foram estudados diretamente (ou seja, o método Direct Imaging ), a análise empregada neste estudo está sujeita a muitas incertezas e algumas suposições. Ainda assim, esses e outros estudos que colocam restrições à habitabilidade planetária serão úteis quando instrumentos da próxima geração, como o Telescópio Espacial James Webb (JWST) e o Telescópio Espacial Romano Nancy Grace, levarem ao espaço.
Como Aki Roberge , astrofísico da NASA Goddard que colaborou com Quick nesta análise, disse :
“As missões futuras para procurar sinais de vida além do sistema solar estão focadas em planetas como o nosso, que possuem uma biosfera global tão abundante que estão mudando a química de toda a atmosfera. Mas no sistema solar, luas geladas com oceanos, que estão longe do calor do Sol, ainda mostram que possuem os recursos que achamos necessários para a vida. ”
E depois há missões como o Europa Clipper, da NASA (que está programado para ser lançado em 2020), que explorará a superfície e o subsolo de Europa para aprender mais sobre seu interior. Há também a missão Dragonfly da NASA , que viajará para Titã nos anos 2030 para explorar a atmosfera e a superfície da lua e aprender mais sobre suas ricas condições prebióticas e química orgânica.
"As próximas missões nos darão a chance de ver se as luas oceânicas em nosso sistema solar podem sustentar a vida", diz Quick, que é um membro da equipe científica nessas duas missões. "Se encontrarmos assinaturas químicas da vida, podemos tentar procurar sinais semelhantes a distâncias interestelares".
Entre análises que podem restringir a busca por exoplanetas potencialmente habitáveis e missões a corpos potencialmente habitáveis em nosso Sistema Solar, os cientistas têm muito mais chances de encontrar vida além da Terra e de nosso Sistema Solar. E que a vida, de acordo com essas descobertas mais recentes, poderia ser bastante abundante - seja extraterrestre ou extra-solar!
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