Um novo estudo publicado na ACS Earth and Space Chemistry sugere que a presença de oxigênio atmosférico em outro planeta está longe de ser um sinal certo.
NASA, ESA, G. Illingworth (Observatório UCO / Lick e Universidade da Califórnia, Santa Cruz), R. Bouwens (Observatório UCO / Lick e Universidade de Leiden) e a equipa HUDF09
A enorme floração nas descobertas de exoplanetas ao longo da última década nos dá cada vez mais esperança de que em breve encontraremos vida em outro mundo. Enquanto a água continua a ser o sinal mais importante de que a vida alienígena é possível, os cientistas procuram por muitos outros elementos químicos e compostos que possam reforçar a capacidade de vida extraterrestre para evoluir e se sustentar em outros lugares. O oxigênio é obviamente uma dessas “bioassinaturas”, dado o quão importante é complexar a vida aqui neste planeta.
Mas talvez estejamos colocando muito estoque no ar que respiramos. Um novo estudo publicado na ACS Earth and Space Chemistry sugere que a presença de oxigênio atmosférico em outro planeta está longe de ser um sinal certo.
"A presença de oxigênio na atmosfera da Terra, em quantidades significativas, é devido à presença de vida", diz Nikole Lewis, um cientista exoplaneta da Universidade de Cornell e co-autor do novo estudo. Embora a vida certamente possa existir sem um acesso significativo ao oxigênio, “a maior parte do pensamento atual sobre como detectar a vida em outros planetas concentra-se em encontrar planetas com atmosferas muito semelhantes às da Terra”, diz ela.
No entanto, antes de saber se um gás ou uma combinação de gases indica a vida, "temos que entender completamente a química que está acontecendo em um planeta", diz Chao He, pesquisador da Universidade Johns Hopkins e principal autor do novo estudo. "Nosso estudo fornece algumas dicas sobre a química atmosférica" e sugere que certos processos poderiam facilmente produzir oxigênio sem a biologia. Os cientistas podem precisar considerar que o oxigênio pode ser uma bandeira falsa para sinais de vida alienígena.
Naturalmente, essa não é uma questão fácil de investigar. Ele e seus colegas aproveitaram o especial Planetary HAZE Research da Johns Hopkins, ou PHAZER: uma câmara experimental que pode simular uma ampla gama de diferentes condições químicas da atmosfera, da superfície gelada de Plutão às altas altitudes incrivelmente quentes de Vênus. A idéia é expor precisamente gases misturados a uma fonte de alta energia (plasma ou luz UV, ambos podem ser emitidos de uma estrela) para ver se as névoas (pequenas partículas produzidas por reações fotoquímicas) se formarão, e se isso alterará a química da atmosfera em si.
“A idéia é ser capaz de não apenas simular processos químicos que acontecem nessas atmosferas, mas também variá-los de uma maneira sistemática para tentar entender quais processos realmente dominam as coisas que realmente podemos observar com espaçonaves e telescópios”, diz Sarah. Hörst, professor de ciência planetária da Universidade Johns Hopkins e co-autor do novo artigo.
Ele e sua equipe acabaram testando nove diferentes misturas gasosas que simulavam químicas atmosféricas previstas em supervirantes super-terrestres e mini-Netuno (os tipos mais abundantes de exoplanetas na galáxia Via Láctea). Todas essas atmosferas possuíam quantidades diferentes de dióxido de carbono, hidrogênio e água, e variavam em temperaturas entre 80 e 700 graus Fahrenheit.
Por fim, a equipe descobriu que a exposição aos raios UV e ao plasma alterava as misturas gasosas selecionadas de tal forma que produziam vários tipos diferentes de bioassinaturas - incluindo oxigênio e outros compostos orgânicos - distintamente e abioticamente. Em outras palavras, eles mostraram que as criaturas vivas não são necessárias para produzir oxigênio livre - pode ser o resultado da fotoquímica, sugerindo que o oxigênio não pode ser inerentemente um sinal robusto da vida.
"Será importante para futuras observações que afirmam detecções da vida são capazes de excluir que essas espécies de biosignature não são criadas através de fontes abióticas", diz Lewis. "Devemos continuar a investigar como é possível produzir falsos positivos biológicos nas atmosferas de exoplanetas, mas também determinar quais combinações de observações abrangem quais comprimentos de onda nos permitiriam excluir falsos positivos como esses".
O estudo é dificultado pelo fato de que as simulações químicas só correram por alguns dias, e que as misturas gasosas foram baseadas em previsões do que os exoplanetas podem possuir, ao invés de observações diretas (que atualmente não temos a tecnologia para fazer) . Algumas dessas limitações serão resolvidas na próxima década, quando instrumentos como o Telescópio Espacial James Webb podem medir as composições químicas de alguns mundos distantes, mas essas descobertas são um bom lembrete de que não devemos necessariamente nos limitar aos exoplanetas que correspondem a uma Terra. como modelo.
As maiores implicações do estudo podem ser simplesmente demonstrar quão improvável é sermos capazes de usar uma medida simples para encontrar vida extraterrestre. "Os experimentos em si não são a resposta final", Hörst adverte, "mas eles são uma peça importante de um quebra-cabeça que inclui observações, modelos de computador e experimentos de laboratório. Nós não somos as primeiras ou as únicas pessoas a dizer isso, mas será muito, muito, muito desafiador procurar pela vida medindo apenas a composição atmosférica. ”Ela enfatiza a necessidade de se aprofundar no entendimento de como outros fatores - como A atividade vulcânica, as colisões de cometas e a nova química que ainda temos de considerar podem contribuir para a produção de bioassinatura, mesmo na ausência da biologia.
Se a verdade está lá fora, é mais complicado do que prevíamos.
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