p Na busca pela vida em outros mundos, astrônomos vasculham planetas que estão a anos-luz de distância. Eles precisam de maneiras de identificar a vida à distância - mas o que conta como uma boa evidência? p Nosso próprio planeta fornece alguma inspiração. Micróbios enchem o ar com metano; as plantas fotossintetizantes expelem oxigênio. Talvez esses gases possam ser encontrados onde quer que haja vida.

p Mas em mundos muito diferentes do nosso, supostos sinais de vida podem ser provocados por processos não biológicos. Para saber um sinal verdadeiro quando o vir, o astrônomo Kevin France da Universidade do Colorado, Pedregulho, diz, você deve olhar além do próprio planeta, todo o caminho até a estrela brilhante que orbita.

p Para este fim, A França e sua equipe projetaram a missão SISTINE. Voando em um foguete de sondagem para um vôo de 15 minutos, observará estrelas distantes para ajudar a interpretar os sinais de vida nos planetas que os orbitam. A missão será lançada do White Sands Missile Range, no Novo México, nas primeiras horas da manhã de 5 de agosto, 2019.

p Quando a Terra é um mau exemplo

p Pouco depois da formação da Terra há 4,6 bilhões de anos, foi envolvido por uma atmosfera nociva. Vulcões expeliram metano e enxofre. O ar fervilhava com até 200 vezes mais dióxido de carbono do que os níveis atuais.

p Não demorou outro bilhão e meio de anos que o oxigênio molecular, que contém dois átomos de oxigênio, entrou em cena. Foi um resíduo, descartado por bactérias antigas por meio da fotossíntese. Mas deu início ao que ficou conhecido como o Grande Evento de Oxidação, mudando permanentemente a atmosfera da Terra e abrindo caminho para formas de vida mais complexas.

p "Não teríamos grandes quantidades de oxigênio em nossa atmosfera se não tivéssemos essa vida na superfície, "França disse.

p O oxigênio é conhecido como um biomarcador:um composto químico associado à vida. Sua presença na atmosfera da Terra indica as formas de vida que espreitam abaixo. Mas, como modelos sofisticados de computador já mostraram, biomarcadores na Terra nem sempre são tão confiáveis ​​para exoplanetas, ou planetas orbitando estrelas em outras partes do universo.

p A França aponta para estrelas anãs M para justificar este caso. Menor e mais frio que o nosso Sol, As anãs-M respondem por quase três quartos da população estelar da Via Láctea. Para entender os exoplanetas que os orbitam, cientistas simularam planetas do tamanho da Terra circulando anões-M. As diferenças da Terra surgiram rapidamente.

p As anãs M geram luz ultravioleta intensa. Quando essa luz atingiu o planeta simulado semelhante à Terra, arrancou o carbono do dióxido de carbono, deixando para trás o oxigênio molecular livre. A luz ultravioleta também quebrou as moléculas de vapor de água, liberando átomos de oxigênio simples. As atmosferas criaram oxigênio - mas sem vida.

p "Chamamos esses biomarcadores falso-positivos, "França disse." Você pode produzir oxigênio em um planeta semelhante à Terra apenas por meio da fotoquímica.

p Os baixos níveis de oxigênio da Terra sem vida foram uma espécie de acaso - obrigado, em parte, à nossa interação com o nosso sol. Os sistemas de exoplanetas com estrelas diferentes podem ser diferentes. "Se pensarmos que entendemos a atmosfera de um planeta, mas não entendemos a estrela que orbita, provavelmente vamos entender as coisas erradas, "França disse.

p Para conhecer um planeta, Estude sua estrela

p A França e sua equipe projetaram o SISTINE para entender melhor as estrelas-anfitriãs e seus efeitos nas atmosferas de exoplanetas. Abreviação de Suborbital Imaging Spectrograph para Transition region Irradiance from Nearby Exoplanet Host Stars, SISTINE mede a radiação de alta energia dessas estrelas. Com conhecimento sobre os espectros das estrelas hospedeiras, os cientistas podem distinguir melhor os verdadeiros biomarcadores dos falsos positivos em seus planetas em órbita.

p Para fazer essas medições, SISTINE usa um espectrógrafo, um instrumento que separa a luz em suas partes componentes.

p "Os espectros são como impressões digitais, "disse Jane Rigby, um astrofísico do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, quem usa a metodologia. "É como descobrimos do que as coisas são feitas, tanto em nosso planeta quanto quando olhamos para o universo. "

p SISTINE mede espectros em comprimentos de onda de 100 a 160 nanômetros, uma gama de luz ultravioleta que, entre outras coisas, pode criar oxigênio, possivelmente gerando um falso positivo. A saída de luz nesta faixa varia com a massa da estrela - o que significa que estrelas de diferentes massas quase certamente serão diferentes de nosso sol.

p SISTINE também pode medir flares, ou explosões estelares brilhantes, que liberam doses intensas de luz ultravioleta de uma só vez. Flares freqüentes podem transformar um ambiente habitável em letal.

p A missão SISTINE vai voar em um foguete Black Brant IX. Foguetes de sondagem são curtos, voos direcionados para o espaço antes de cair de volta à Terra; O vôo de SISTINE dá a ele cerca de cinco minutos de tempo de observação. Embora breve, SISTINE pode ver estrelas em comprimentos de onda inacessíveis a observatórios como o Telescópio Espacial Hubble.

p Dois lançamentos estão programados. O primeiro, de White Sands em agosto, irá calibrar o instrumento. SISTINE voará 174 milhas acima da superfície da Terra para observar a NGC 6826, uma nuvem de gás em torno de uma estrela anã branca localizada a cerca de 2, 000 anos-luz de distância, na constelação de Cygnus. NGC 6826 é brilhante em luz ultravioleta e mostra linhas espectrais nítidas - um alvo claro para verificar seu equipamento.

p Após a calibração, o segundo lançamento acontecerá em 2020 do Centro Espacial de Arnhem em Nhulunbuy, Austrália. Lá eles vão observar os espectros de UV de Alpha Centauri A e B, as duas maiores estrelas do sistema Alpha Centauri de três estrelas. A 4,37 anos-luz de distância, essas estrelas são nossos vizinhos estelares mais próximos e alvos principais para observações de exoplanetas. (O sistema é o lar de Proxima Centauri B, o exoplaneta mais próximo da Terra.)

p Testando Nova Tecnologia

p Tanto as observações do SISTINE quanto a tecnologia usada para adquiri-las são projetadas com missões futuras em mente.

p Um é James Webb Space Telescope da NASA, atualmente definido para lançamento em 2021. O observatório do espaço profundo será visível à luz infravermelha média - útil para detectar exoplanetas orbitando anãs-M. As observações do SISTINE podem ajudar os cientistas a entender a luz dessas estrelas em comprimentos de onda que Webb não consegue ver.

p SISTINE também carrega novas placas de detecção de UV e novos revestimentos ópticos em seus espelhos, projetado para ajudá-los a refletir melhor em vez de absorver a luz ultravioleta extrema. Voar com essa tecnologia no SISTINE ajuda a testá-los para os futuros grandes telescópios espaciais ultravioleta / óticos da NASA.

p Ao capturar espectros estelares e avançar tecnologia para missões futuras, SISTINE vincula o que sabemos com o que ainda precisamos aprender. É quando o verdadeiro trabalho começa. "Nosso trabalho como astrônomos é juntar esses diferentes conjuntos de dados para contar uma história completa, "Disse Rigby.