29 de abril de 2020

USGS divulga o primeiro mapa geológico abrangente da lua

Projeções ortográficas do "Mapa Geológico Unificado da Lua" mostrando a geologia do lado próximo da Lua (esquerda) e do lado oposto (direita) com topografia sombreada do Altímetro a Laser Lunar Orbiter (LOLA). Este mapa geológico é uma síntese de seis mapas geológicos regionais da era Apollo, atualizados com base em dados de recentes missões de satélite. Servirá como referência para a ciência lunar e futuras missões humanas para a Lua. Crédito: NASA / GSFC / USGS.

O USGS acaba de lançar um novo mapa oficial para ajudar a explicar a história de 4,5 bilhões de anos do nosso vizinho mais próximo no espaço.

Pela primeira vez, toda a superfície lunar  foi completamente mapeada e uniformemente classificada por cientistas do USGS Astrogeology Science Center, em colaboração com a NASA e o Lunar Planetary Institute.

O mapa lunar, chamado de "Mapa Geológico Unificado da Lua", servirá como plano definitivo da geologia da superfície da Lua para futuras missões humanas e será inestimável para a comunidade científica internacional, educadores e o público em geral. O mapa digital está disponível on-line agora e mostra a geologia da lua em detalhes incríveis (escala de 1: 5.000.000).

"As pessoas sempre foram fascinadas pela lua e quando poderíamos voltar", disse o atual diretor do USGS e ex-astronauta da NASA Jim Reilly. "Então, é maravilhoso ver o USGS criar um recurso que pode ajudar a NASA no planejamento para futuras missões".

Para criar o novo mapa digital, os cientistas usaram informações de seis mapas regionais da era Apollo, além de informações atualizadas das recentes missões de satélite à Lua. Os mapas históricos existentes foram redesenhados para alinhá-los com os conjuntos de dados modernos, preservando observações e interpretações anteriores. Juntamente com a fusão de dados novos e antigos, os pesquisadores do USGS também desenvolveram uma descrição unificada da estratigrafia, ou camadas de rochas, da lua. Isso resolveu problemas de mapas anteriores, onde nomes de rock, descrições e idades eram às vezes inconsistentes.

 "Este mapa é o culminar de um projeto de décadas", disse Corey Fortezzo, geólogo e principal autor do USGS. "Ele fornece informações vitais para novos estudos científicos, conectando a exploração de locais específicos na Lua com o resto da superfície lunar."

Os dados de elevação para a região equatorial da lua vieram de observações em estéreo coletadas pela Terrain Camera na recente missão SELENE (Selenological and Engineering Explorer) liderada pela JAXA, Agência de Exploração Aeroespacial do Japão. A topografia para os pólos norte e sul foi complementada com os dados do altímetro a laser Lunar Orbiter da NASA.


Esta animação mostra um globo rotativo do novo Mapa Geológico Unificado da Lua com topografia sombreada do Altímetro a Laser Lunar Orbiter (LOLA). Este mapa geológico é uma síntese de seis mapas geológicos regionais da era Apollo, atualizados com base em dados de recentes missões de satélite. Servirá como referência para a ciência lunar e futuras missões humanas para a Lua. Crédito: NASA / GSFC / USGS.

Fonte - USGS - Science for a changing world

Uma amostra do mapa - USGS

ALMA revela composição incomum do cometa interestelar 2I / Borisov

Impressão artística de 2I / Borisov. (NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello)

Um visitante galáctico entrou no nosso sistema solar no ano passado - cometa interestelar 2I / Borisov. Quando os astrônomos apontaram o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA)
 direção ao cometa em 15 e 16 de dezembro de 2019, pela primeira vez eles observaram diretamente os produtos químicos armazenados dentro de um objeto de um sistema planetário que não o nosso. Esta pesquisa foi publicada on-line em 20 de abril de 2020 na revista Nature Astronomy .

As observações do ALMA de uma equipe de cientistas internacionais liderada por Martin Cordiner e Stefanie Milam no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, revelaram que o gás que sai do cometa continha quantidades anormalmente altas de monóxido de carbono (CO). A concentração de CO é maior do que qualquer um detectado em qualquer cometa dentro de uma  2 au
do Sol (a menos de 300 milhões de quilômetros ou 300 milhões de quilômetros) [1]. A concentração de CO 2I / Borisov foi estimada entre nove e 26 vezes maior que a do cometa médio do sistema solar.

Os astrônomos estão interessados ​​em aprender mais sobre os cometas, porque esses objetos passam a maior parte do tempo a grandes distâncias de qualquer estrela em ambientes muito frios. Ao contrário dos planetas, suas composições interiores não mudaram significativamente desde que nasceram. Portanto, eles poderiam revelar muito sobre os processos que ocorreram durante o nascimento em discos protoplanetários. "É a primeira vez que olhamos dentro de um cometa de fora do nosso sistema solar", disse o astroquímico Martin Cordiner, "e é dramaticamente diferente da maioria dos outros cometas que já vimos antes".

O ALMA detectou duas moléculas no gás ejetado pelo cometa: cianeto de hidrogênio (HCN) e monóxido de carbono (CO). Enquanto a equipe esperava ver o HCN, presente em 2I / Borisov em quantidades semelhantes às encontradas nos cometas do sistema solar, eles ficaram surpresos ao ver grandes quantidades de CO. “O cometa deve ter se formado a partir de material muito rico em gelo de CO, que está presente apenas nas temperaturas mais baixas encontradas no espaço, abaixo de -450 graus Fahrenheit (-250 graus Celsius) ”, disse a cientista planetária Stefanie Milam.

“O ALMA foi fundamental para transformar nossa compreensão da natureza do material cometário em nosso próprio sistema solar - e agora com esse objeto único vindo de nossos vizinhos. É apenas por causa da sensibilidade sem precedentes do ALMA nos comprimentos de onda do submilímetro que podemos caracterizar o gás que sai desses objetos únicos ”, disse Anthony Remijan, do Observatório Nacional de Radioastronomia em Charlottesville, Virgínia, e co-autor do artigo.

O monóxido de carbono é uma das moléculas mais comuns no espaço e é encontrado na maioria dos cometas. No entanto, há uma enorme variação na concentração de CO nos cometas e ninguém sabe exatamente o porquê. Parte disso pode estar relacionada a onde no sistema solar um cometa foi formado; alguns têm a ver com a frequência com que a órbita de um cometa o aproxima do Sol e o leva a liberar seus gelos mais facilmente evaporados.

"Se os gases que observamos refletem a composição do local de nascimento de 2I / Borisov, isso mostra que ele pode ter se formado de maneira diferente dos cometas do nosso sistema solar, em uma região externa extremamente fria de um sistema planetário distante", acrescentou Cordiner . Essa região pode ser comparada à região fria de corpos gelados além de Netuno, chamada de Cinturão de Kuiper.

A equipe só pode especular sobre o tipo de estrela que hospedou o sistema planetário de 2I / Borisov. "A maioria dos discos protoplanetários observados com o ALMA é em torno de versões mais jovens de estrelas de baixa massa como o Sol", disse Cordiner. “Muitos desses discos se estendem muito além da região onde se acredita que nossos cometas se formaram e contêm grandes quantidades de gás e poeira extremamente frios. É possível que 2I / Borisov tenha vindo de um desses discos maiores. ”

Devido à sua alta velocidade ao viajar pelo nosso sistema solar (33 km / s ou 21 milhas / s), os astrônomos suspeitam que o 2I / Borisov foi expulso do sistema host, provavelmente interagindo com uma estrela que passa ou um planeta gigante. Depois, passou milhões ou bilhões de anos em uma viagem fria e solitária pelo espaço interestelar antes de ser descoberta em 30 de agosto de 2019 pelo astrônomo amador Gennady Borisov.

2I / Borisov é apenas o segundo objeto interestelar a ser detectado em nosso sistema solar. O primeiro - 1I / 'Oumuamua - foi descoberto em outubro de 2017, quando já estava saindo, dificultando a revelação de detalhes sobre se era um cometa, asteróide ou outra coisa. A presença de um coma ativo de gás e poeira em torno de 2I / Borisov fez dele o primeiro cometa interestelar confirmado.

Até que outros cometas interestelares sejam observados, a composição incomum de 2I / Borisov não pode ser facilmente explicada e levanta mais perguntas do que respostas. Sua composição é típica de cometas interestelares? Veremos mais cometas interestelares nos próximos anos com composições químicas peculiares? O que eles revelarão sobre como os planetas se formam em outros sistemas estelares?

"2I / Borisov nos deu uma primeira visão da química que moldou outro sistema planetário", disse Milam. "Mas somente quando pudermos comparar o objeto com outros cometas interestelares, descobriremos se 2I / Borisov é um caso especial ou se todo objeto interestelar tem níveis incomumente altos de CO".

O Observatório Nacional de Radioastronomia é uma instalação da National Science Foundation, operada sob acordo de cooperação da Associated Universities, Inc.

Fonte - NRAO - National Radio Astronomy Observatory

Expandindo referencias:

Nature Astronomy

Astrônomos descobrem um sistema de seis planetas que orbita em sincronia uns com os outros

Até o momento, os astrônomos confirmaram a existência de 4.152 planetas extra-solares em 3.077 sistemas estelares. Enquanto a maioria dessas descobertas envolveu um único planeta, várias centenas de sistemas estelares foram considerados multi-planetários. Sistemas que contêm seis planetas ou mais, no entanto, parecem ser mais raros, com apenas uma dúzia de casos descobertos até agora.

Foi o que os astrônomos descobriram depois de observar a HD 158259, uma estrela semelhante ao Sol, localizada a 88 anos-luz da Terra, nos últimos sete anos, usando o espectrógrafo SOPHIE . Combinada com os novos dados do Transess Exoplanet Space Satellite (TESS), uma equipe internacional relatou a descoberta de um sistema de seis planetas em que todos estavam em ritmo quase perfeito entre si.

A equipe internacional responsável por essa descoberta foi liderada pelo Dr. Nathan Hara, pesquisador de pós-doutorado da Universidade de Genebra (UNIGE), membro do instituto Swiss PlanetS e membro da Agência Espacial Européia (ESA), caracterizando o ExOPlanets Satellite ( CHEOPS). O estudo que descreve suas descobertas apareceu recentemente na revista Astronomia e Astrofísica .
No sistema planetário HD 158259, todos os pares de planetas subsequentes estão próximos da ressonância 3: 2: o interior completa cerca de três órbitas, enquanto o externo completa duas. Crédito e ©: UNIGE / NASA

Usando o SOPHIE, os astrônomos realizam medições de velocidade de muitas estrelas no hemisfério norte para determinar se eles têm exoplanetas em órbita. Este método, conhecido como Método da Velocidade Radial (ou Espectroscopia Doppler), consiste em medir o espectro de uma estrela para ver se ela está se movendo no lugar - o que é uma indicação de que a força gravitacional de um ou mais planetas está trabalhando nela.

Curiosamente, foi o antecessor de SOPHIE (o espectrógrafo ELODIE ) que levou a uma das primeiras descobertas de exoplanetas em 1995 - o "hot Jupiter" 51 Peg b (Dimidium). Após examinar o HD 158259 por sete anos, a SOPHIE conseguiu obter medições de velocidade radial de alta precisão que revelavam a presença de um sistema de seis planetas.

Este sistema consiste em um grande planeta rochoso mais interno (uma “super-Terra”) e cinco pequenos gigantes de gás (“mini-Netuno”) que possuem espaçamento excepcionalmente regular entre eles. Como François Bouchy, professor de astronomia e ciência da UNIGE e coordenador do programa de observação, explicou em um comunicado de imprensa da UNIGE :

"A descoberta deste sistema excepcional foi possível graças à aquisição de um grande número de medições, bem como a uma melhoria dramática do instrumento e de nossas técnicas de processamento de sinais".
Impressão artística de 51 Pegasi b (Bellerophon), um Júpiter quente descoberto por SOPHIE que orbita uma estrela a cerca de 50 anos-luz da Terra. Crédito: ESO / M. Kornmesser / Nick Risinger (skysurvey.org)

Esses planetas variam de 2 (a “super-Terra” mais interna) a 6 vezes (os “mini-Netuno”) tão maciço quanto a Terra. O sistema também é muito compacto, com todos os seis planetas orbitando próximo à estrela e o mais externo sendo apenas 0,38 vezes mais distante que Mercúrio do Sol. Isso coloca os planetas bem dentro da zona habitável da estrela (HZ), o que significa que nenhum provavelmente terá água nas superfícies ou atmosferas densas o suficiente para sustentar a vida.

Enquanto isso, o TESS monitorava o HD 158259 quanto a sinais de trânsito (também conhecido como Método de Trânsito ) e observou uma diminuição no brilho da estrela à medida que o planeta mais interno passava na frente da estrela. Segundo Isabelle Boisse, pesquisadora do Laboratório de Astrofísica de Marselha e coautora do estudo, as leituras do TESS (combinadas com os dados de velocidade radial) permitiram restringir ainda mais as propriedades deste planeta ( HD 158259 b ).

"As medidas do TESS apoiam fortemente a detecção do planeta e permitem estimar seu raio, o que traz informações muito valiosas sobre a estrutura interna do planeta", disse ela. Mas, como observado anteriormente, a característica mais impressionante desse sistema é sua regularidade. Basicamente, os planetas no sistema têm uma ressonância orbital quase exata 3: 2

Isso significa que para cada três órbitas que o planeta mais interno faz, o segundo completará cerca de duas. No tempo que o segundo planeta leva para completar três órbitas, o terceiro completará cerca de duas. Essa proporção se aplica a todos os seis planetas do sistema e surpreendeu Hara e seus colegas.


Ao descrever as órbitas dos planetas, Hara comparou com uma orquestra tocando música, embora o arranjo não seja perfeito:

“Isso é comparável a vários músicos que tocam ritmos distintos, mas que vencem ao mesmo tempo no início de cada barra. Aqui, "sobre" é importante. Além da onipresença da proporção de período de 3: 2, isso constitui a originalidade do sistema. ”

As ressonâncias, mesmo as imperfeitas, são de interesse dos astrônomos por causa de como fornecem dicas para a formação e evolução de um sistema estelar. Nos círculos astronômicos, ainda há um debate considerável sobre como os sistemas estelares se reúnem e mudam ao longo do tempo. Um ponto particularmente controverso é se os planetas se aproximam de sua posição final no sistema ou se mudam de órbita após a formação.

Este último cenário (conhecido como migração planetária) vem ganhando força nos últimos anos, graças à descoberta de exoplanetas como "Hot-Jupiters", levando muitos astrônomos a questionar se ocorrem "agitações" planetárias. Essa teoria parece explicar a formação dos seis planetas no sistema HD 158259. Disse Stephane Udry, professor de astronomia e ciência na UNIGE:

“Vários sistemas compactos com vários planetas dentro ou próximos a ressonâncias são conhecidos, como TRAPPIST-1 ou Kepler-80. Acredita-se que esses sistemas se formem longe da estrela antes de migrar para ela. Nesse cenário, as ressonâncias desempenham um papel crucial. ”
O conceito deste artista mostra como podem ser os planetas do TRAPPIST-1, com base nos dados disponíveis sobre seus tamanhos, massas e distâncias orbitais. Créditos: NASA / JPL-Caltech

O fato de os planetas do HD 158259 estarem perto de uma ressonância de 3: 2, mas não exatamente dentro de um, sugere que eles estavam presos em um no passado. No entanto, eles teriam passado por uma migração síncrona e se afastariam da ressonância. Segundo Hara, isso não é tudo o que esse sistema pode nos dizer.

"Além disso, a partida atual das proporções de período de 3: 2 contém uma riqueza de informações", disse ele. “Com esses valores, por um lado, e os modelos de efeito das marés, por outro, poderíamos restringir a estrutura interna dos planetas em um estudo futuro. Em resumo, o estado atual do sistema nos dá uma janela sobre sua formação. ”

Quanto mais aprendemos sobre esse sistema multi-planetário e outros semelhantes, mais podemos aprender sobre como surgiram sistemas estelares como o nosso. A resolução dessas e de outras questões sobre a formação e evolução dos sistemas planetários nos colocará um passo mais perto de saber como a vida pode emergir (e talvez onde procurá-la!)

Uma estrela está orbitando o buraco negro da Via Láctea e se movendo exatamente como Einstein previu que deveria

No centro de nossa galáxia, a aproximadamente 26.000 anos-luz da Terra, está o Buraco Negro Supermassivo (SMBH), conhecido como Sagitário A * . A poderosa gravidade desse objeto e o denso aglomerado de estrelas ao redor dele fornecem aos astrônomos um ambiente único para testar a física nas condições mais extremas. Em particular, oferece a eles a chance de testar a Teoria da Relatividade Geral (GR) de Einstein .

Por exemplo, nos últimos trinta anos, os astrônomos observaram uma estrela nas proximidades de Sagitário A * (S2) para ver se sua órbita está em conformidade com o previsto pela Relatividade Geral. Observações recentes feitas com o Very Large Telescope (VLT) do ESO concluíram uma campanha de observação que confirmou que a órbita da estrela é em forma de roseta , mais uma vez provando que a teoria de Einstein estava certa!

O estudo que descreve as descobertas da equipe internacional apareceu recentemente na revista Astronomy & Astrophysics . A equipe responsável foi composta por membros da GRAVITY Collaboration, que inclui pesquisadores do Observatório Europeu do Sul (ESO), Instituto Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), Instituto Max Planck de Astronomia (MPA), CERN e vários institutos e universidades.



Para resumir, a Relatividade Geral afirma que a curvatura do espaço-tempo é alterada na presença de um objeto maciço. Quando Einstein formalizou essa teoria em 1915, explicou várias coisas, das quais a menos importante era a estranha órbita de Mercúrio. No início do século 20, os astrônomos haviam notado que o periélio de Mercúrio estava sujeito à precessão - ou seja, girava ao longo do tempo.

A maioria das estrelas e planetas tem órbitas elípticas, o que significa que a distância do objeto em que estão orbitando muda. Mas no caso da precessão, o ponto mais próximo em sua órbita (periélio) gira em torno do próprio objeto. Isso é conhecido como uma precessão de Schwarzschild que (quando visualizada) parece uma roseta em vez de uma elipse, com cada órbita individual parecendo uma pétala da flor.

Como Reinhard Genzel, diretor do MPE e arquiteto do programa de quase 30 anos que levou a esse resultado, explicou em um recente comunicado de imprensa do ESO :

“ A Relatividade Geral de Einstein prevê que as órbitas vinculadas de um objeto em torno de outro não estão fechadas, como na Gravidade Newtoniana, mas avançam no plano do movimento. Esse famoso efeito - visto pela primeira vez na órbita do planeta Mercúrio ao redor do Sol - foi a primeira evidência a favor da Relatividade Geral. Cem anos depois, agora detectamos o mesmo efeito no movimento de uma estrela que orbita a fonte compacta de rádio Sagitário A * no centro da Via Láctea. Essa descoberta observacional reforça a evidência de que Sagitário A * deve ser um buraco negro supermassivo de 4 milhões de vezes a massa do Sol. ”
A impressão deste artista mostra o caminho da estrela S2, que passa muito perto do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Crédito: ESO / M. Kornmesser

No caso do S2, sua órbita o leva a uma distância inferior a 20 bilhões de km (12,4 bilhões de milhas), ou cento e vinte vezes a distância entre o Sol e a Terra - tornando-a uma das estrelas mais próximas já encontradas em órbita. em torno de Sagitário A *. Na sua aproximação mais próxima, o S2 está percorrendo o espaço a quase 3% da velocidade da luz , completando uma órbita a cada 16 anos. Essa longa órbita é a razão pela qual foi necessário monitorar a estrela por quase trinta anos.

Ao fazer isso, a GRAVITY Collaboration pôde ver uma precessão de Schwarzschild em torno de uma SMBH pela primeira vez. Disse Stefan Gillessen, pesquisador do MPE que liderou a análise das medições da equipe: "Depois de seguir a estrela em sua órbita por mais de duas décadas e meia, nossas medições requintadas detectam com robustez a precessão de Schwarzschild da S2 em seu caminho em torno de Sagitário A *."

Esses resultados confirmam a Relatividade Geral, que prevê com precisão o quanto a órbita de S2 deve mudar ao longo do tempo. O estudo com o VLT também é um benefício para os astrônomos, pois permite que eles aprendam mais sobre o que está ocorrendo nas proximidades de Sagitário A *, que poderia lançar luz sobre a evolução de nossa galáxia e outros mistérios cosmológicos. Disse Guy Perrin e Karine Perraut, os principais cientistas franceses do projeto:

“ Como as medições de S2 seguem muito bem a Relatividade Geral, podemos estabelecer limites rigorosos sobre a quantidade de material invisível, como matéria escura distribuída ou possíveis buracos negros menores, presente em torno de Sagitário A *. Isso é de grande interesse para entender a formação e evolução de buracos negros supermassivos . ”



Essas descobertas são o resultado de 27 anos de observações do S2 que (na maior parte do tempo) dependiam de uma frota de instrumentos no VLT do ESO. Isso incluiu o GRAVITY , o espectrógrafo para observações de campo integral no infravermelho próximo (SINFONI) e o sistema óptico adaptativo Nasmyth (NAOS) - gerador de imagens e espectrógrafo infravermelho próximo (NACO), que juntos realizaram mais de 330 medições da posição e velocidade da estrela .

O GRAVITY Collaboration recebeu o nome do instrumento que eles desenvolveram para o interferômetro VLT, que combina a luz dos quatro telescópios VLT de 8 m (26,25 pés) em um superescópio com uma resolução equivalente à de 130 m (426,5 pés). ) telescópio. Essa mesma equipe foi responsável pelo estudo de 2018 que confirmou a Relatividade Geral, mostrando como a luz do S2 era esticada para comprimentos de onda maiores ao passar perto de Sagitário A *.

Olhando para o futuro, a equipe acredita que será capaz de ver estrelas muito mais fracas orbitando Sagitário A * usando o Telescópio Extremamente Grande (ELT). Andreas Eckart, pesquisador da Universidade de Colônia e um dos principais cientistas do projeto, acredita que eles serão capazes de medir a rotação e a massa do Sagitário A *, caracterizando-o e definindo a natureza do espaço-tempo ao seu redor.

"Se tivermos sorte, poderemos capturar estrelas próximas o suficiente para que realmente sintam a rotação, a rotação, do buraco negro", disse ele . "Isso seria novamente um nível completamente diferente de testar a relatividade".

15 de abril de 2020

Homo Galacticus: Como o espaço moldará os humanos do futuro

(Rick Partington / EyeEm / Getty Images)

A evolução humana é complicada, para dizer o mínimo.

É complicado pelo amor, o que nos faz querer manter as pessoas vivas. É complicado pela ciência e pela tecnologia, que nos dão o poder de fazê-lo. Às vezes é complicado pela política. E é complicado pelo nosso ambiente, que é relativamente estável, o que significa que não precisamos de muitas adaptações significativas há milhares de anos.

Mas o que acontece quando isso muda? O que aconteceria com uma população de humanos - gerações de humanos - que deixou a Terra para encontrar novas vidas na vasta maravilha do espaço?

O ambiente lá fora, além do ambiente protetor do nosso planeta natal, é muito diferente daquele em que evoluímos há milhões de anos. É bastante concebível que nossa espécie se torne algo completamente diferente.

Ossos fictícios e seleção natural

Durante décadas, essa potencial transformação da humanidade tem sido um terreno fértil para ficção especulativa.

Na série The Expanse , de James SA Corey , e The Moon is a Harsh Mistress , de Robert Heinlein , longe das restrições da gravidade, vemos os humanos evoluindo para serem criaturas extraordinariamente altas e de ossos quebradiços. No artigo de Becky Chambers, a ser ensinado se tiver sorte , vemos o contrário - ossos se espessando em exoplanetas de alta massa, para apoiar uma maior massa corporal.

Vemos muita longevidade quando as tecnologias imaginadas prolongam nossas vidas. Os romances de Iain M. Banks ' Culture são um exemplo brilhante disso, em que os humanos desenvolvem a capacidade de viver por séculos e se tornam diletantes cósmicos. No Schismatrix de Bruce Sterling , os seres humanos se projetaram geneticamente a tal ponto, são praticamente uma nova espécie.

Embora os resultados e caminhos específicos variem bastante na ficção científica, o conceito em si - a metamorfose humana longe da Terra - não é tão absurdo. Pode não parecer, mas à medida que avançamos no dia-a-dia, os humanos ainda estão evoluindo .

Scott Solomon, um biólogo evolucionário da Universidade Rice, escreveu um livro sobre a contínua evolução humana e passou muito tempo pensando em como poderíamos evoluir no futuro. Segundo ele, migrar para longe da Terra está prestes a nos mudar.

"Para que mudanças evolucionárias ocorram, você precisa de variação genética e seleção natural", disse ele à ScienceAlert.

"Quando você tem essas duas coisas para uma população que enfrenta uma grande mudança no ambiente, a evolução pode acontecer rapidamente. Teremos todas as peças no lugar se mudarmos para, digamos, Marte".

O espaço vai te machucar

As pressões ambientais serão uma grande parte de nossa transição de uma espécie ligada à Terra para outra espacial. Isso já é evidente. Apenas um passeio temporário no espaço muda fisicamente as pessoas . Os astronautas, mesmo depois de alguns meses no espaço, podem levar anos para restaurar a densidade óssea perdida na microgravidade. Algumas mudanças ocorrem ainda mais rapidamente.

Kira Bacal é uma cientista médica e médica praticante da Universidade de Auckland, na Nova Zelândia. Mas ela passou vários anos trabalhando no Johnson Space Center da NASA, trabalhando em medicina aeroespacial.

"Há algumas coisas que acontecem em uma linha do tempo extremamente rápida", disse ela à ScienceAlert.

Existe, por exemplo, o reflexo barorreceptor. Ele regula a pressão arterial, mantendo-a em um nível constante em resposta a mudanças externas. É por isso que você não desmaia quando se levanta, impedindo que seu sangue se acumule nos pés devido à gravidade. Na microgravidade, esse reflexo é imediatamente prejudicado porque você não precisa dele.

As mudanças também acontecem no sistema vestibular - os mecanismos afinados que nos ajudam a manter o equilíbrio e controlar os movimentos dos olhos, juntamente com o processamento cerebral envolvido.

"De repente, você está em uma situação em que, se você soltar algo da sua mão, não vai a lugar nenhum", explicou Bacal.

"Portanto, toda a expectativa do que vai acontecer, o processamento das informações sensoriais que você recebe, a maneira como se sente se movendo pelo espaço, sem trocadilhos, é muito diferente."

Outras mudanças que ocorrem ao longo do tempo na microgravidade incluem a perda de densidade óssea; sem a constante tensão que a gravidade coloca nos seus ossos, eles perdem a densidade aproximadamente 10 vezes a taxa de osteoporose. Existem também alterações anatômicas no olho , alterações microestruturais no cérebro e até alterações no microbioma intestinal .

Embora essas mudanças fisiológicas nos dê uma idéia das pressões ambientais que podem moldar a evolução dos seres humanos que viajam no espaço, elas afetam apenas indivíduos em diferentes graus e parecem voltar ao normal quando o astronauta retorna à Terra, mesmo que às vezes seja necessário. poucos anos.

Entre natureza e criação

Então, com que rapidez poderíamos esperar ver adaptações evolutivas permanentes no Homo galacticus ? Para entender os prazos envolvidos, o precedente terrestre pode nos ajudar mais uma vez. Dois exemplos recentes, detalhados no  livro de Salomão , Future Humans , são resistência a doenças e adaptação aos níveis mais baixos de oxigênio em grandes altitudes.

Nos trópicos, onde a malária é mais comum, há também uma maior incidência de anemia falciforme. Isso ocorre porque as células falciformes, uma doença hereditária, envolvem um gene que protege contra a malária - então as pessoas com maior probabilidade de sobreviver à malária e se reproduzir também são portadoras de células falciformes. E diferentes populações de pessoas que vivem em grandes altitudes desenvolveram diferentes adaptações para lidar com baixos níveis de oxigênio .

Ambos são relativamente recentes, ocorrendo nas últimas dezenas de milhares de anos - praticamente um olho em termos evolutivos.

Mas não é apenas o ambiente que molda o caminho da nossa evolução. A cultura - a maneira como vivemos e as escolhas que fazemos - também desempenha um papel e pode acelerar as coisas substancialmente.

"Podemos ver coisas que aconteceram mesmo nos últimos cem anos", disse Salomão. "Por exemplo, alguns estudos descobriram que o tempo de reprodução está evoluindo nas populações humanas modernas e está evoluindo de maneiras que muitas vezes surpreendem as pessoas".

No caso da população franco-canadense de Île aux Coudres, por exemplo, os registros detalhados da igreja que datam do século 18 mostraram uma tendência curiosa - a idade média em que as mulheres deram à luz seu primeiro filho caiu  de 26 para 22 em um período de 140 anos . Essa idade reprodutiva parece hereditária, e as mulheres que se reproduzem mais jovens têm mais filhos que também se reproduzem mais jovens, passando a dominar a população. Isso é seleção natural.

Mas em outros lugares, essa idade da primeira reprodução está aumentando , pois as mulheres optam por adiar o nascimento por vários motivos, agora que essas regiões têm meios disponíveis para isso . Isso é cultura - e tecnologia - no trabalho.

"Este é um bom exemplo de seleção natural e cultura na sociedade que tem um tipo de cabo de guerra com as mesmas características", disse Solomon. "Algumas pessoas chegaram ao ponto de dizer que [a cultura] substituiu a seleção natural, mas acho bem claro que não substituiu a seleção natural, apenas mudou."

A cultura, a tecnologia e a seleção natural também serão importantes para os seres humanos no espaço. Haverá gravidade artificial ou não? A ficção científica defende que a falta de gravidade resultará em humanos quebradiços e desossados, mas Salomon acredita que sim - simplesmente por causa da tensão que o parto coloca em nossos ossos.

O processo de parto não é apenas difícil, mas os minerais para o crescimento do bebê são freqüentemente retirados dos ossos da mãe, resultando em menor densidade óssea . Portanto, as mulheres com maior probabilidade de sobreviver à gravidez e ao parto no espaço podem ter ossos mais densos para começar , o que lhes permite viver para ter filhos mais desossados. A tecnologia e a seleção natural podem desempenhar um papel lá.

Haverá proteção contra radiação? Quão forte será? Porque a radiação pode gerar mutação (e câncer), e a exposição a ela pode produzir alguns caminhos evolutivos inesperados. Mas a pele mais escura é mais resistente à radiação perigosa , de modo que também pode desempenhar um papel.

Essas - e outras influências menores - terão efeitos variados, às vezes jogando cabo de guerra com a mesma característica para moldar um humano otimizado para o ambiente espacial.

De um modo geral, não podemos realmente prever como serão nossos descendentes espaciais, porque não conhecemos todos os fatores que entrarão em jogo.

O efeito fundador

Mesmo com todas essas incógnitas, as decisões tomadas antes desses pioneiros entrarem na fronteira final infinita - decisões que poderíamos ver tomadas em nossas vidas, de fato - terão mais impacto do que poderíamos saber.

Como explica Salomão, é outro efeito que já vimos se desenrolar na Terra - o efeito fundador .

"As pessoas que são os fundadores terão uma influência muito significativa na composição de longo prazo da população humana no espaço", disse ele.

"Ele acontece na Terra o tempo todo. Toda vez que uma nova ilha surgir do mar, haverá algumas plantas, alguns insetos e outras espécies que acabarão por chegar lá. E quaisquer que sejam as características e os traços que eles tiverem terão as características que estarão presentes nessa população ".

Já podemos ver dicas de como isso pode acontecer para humanos que viajam no espaço. No início deste ano, a NASA solicitou aplicações para astronautas - e um dos requisitos é o mestrado . Isso significa pessoas que são ricas o suficiente para serem altamente educadas . 

Nem todo país tem recursos para um programa espacial humano ou pode treinar astronautas. Às vezes, as decisões sobre quem vai ao espaço podem ser politicamente motivadas.

As pessoas também podem ser selecionadas com base em características físicas, que começam a parecer um pouco demais com a eugenia , se o plano é viajar pelo espaço por várias gerações.

"Muito de como desenvolvemos e o que desenvolvemos é afetado, não tanto por 'existe gravidade' ou 'não existe gravidade', mas por quem eles decidem fazer astronautas aceitáveis", disse Bacal.

Um ponto intermediário como caso de teste, ela ressalta, é a noção de comercialização do espaço. Mineiros, por exemplo - gastam trechos em baixa gravidade, retornando à Terra entre os empregos. Leva muito mais tempo para recuperar a densidade óssea do que para perdê-la, portanto, é possível que os mineradores espaciais nunca ganhem tempo suficiente para se recuperar totalmente, resultando em osteoporose precoce.

"Isso poderia - como já é em termos do corpo de astronautas - impactar quem trabalha lá ou quem é escolhido para o seu navio de geração de 10 gerações. Você pode dizer: 'olha, vamos escolher pessoas que são menos provavelmente suscetível à perda de densidade óssea '", afirmou.

"Isso tem implicações etnográficas. Tem implicações de gênero". E isso precisará ser considerado com muito cuidado se quisermos evitar uma situação em que grupos específicos de pessoas sejam barrados no espaço por causa de sua raça ou gênero.

Podemos nunca nos tornar uma verdadeira espécie espacial. É possível que nunca deixemos o Sistema Solar . Mas também não é provável que fiquemos aqui na Terra para sempre.

As agências espaciais já estão fazendo planos para pelo menos uma base permanente na Lua . Enviamos várias missões robóticas para Marte e os planos para uma missão tripulada estão em andamento . Uma colônia permanente de Marte também não está fora de questão .

São ambientes severos, literalmente estranhos, com baixa gravidade e radiação intensa. Eles são totalmente diferentes do nosso planeta natal, onde estamos evoluindo há milhões de anos. Esses lugares inevitavelmente terão um impacto no corpo humano.

O mesmo acontece com a tecnologia que temos disponível, como viajamos e as decisões que os seres humanos terrestres tomam sobre quem deve ir. Mas nem todas as diferenças são visíveis aos olhos.

"Sabe, existem pessoas que são melhores em lidar com a radiação aqui na Terra. Você não pode dizer olhando para elas, mas elas podem viver mais do que o resto", disse Solomon.

"Acho que muitas das mudanças são coisas que ocorrerão dentro do corpo. Acho que haveria algumas mudanças externas, mas muitas mudanças internas mais sutis".

No final, esses futuros seres humanos, os herdeiros das estrelas, podem não parecer tão diferentes de nós quanto poderíamos esperar.

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