Pode ser que a vida esteja à espreita em outros planetas. Mas preso aqui na Terra, como podemos saber com certeza? Um bom lugar para começar é procurando os compostos em outros mundos que são conhecidos por serem os ingredientes-chave da vida como a conhecemos.

Detectar essas chamadas bioassinaturas, compostos que são produzidos por organismos vivos, seria uma forte evidência de que os mundos podem conter vida. Mas pegando produtos químicos de mundos tão distantes, e escolher os compostos certos para procurar, é complicado.

O professor Ignas Snellen, da Universidade de Leiden, na Holanda, vem refinando técnicas que combinam dados dos maiores telescópios terrestres com imagens de alto contraste que podem revelar objetos tênues como planetas. Os telescópios usam espectroscopia de alta precisão para examinar os diferentes comprimentos de onda da luz que detectam do espaço.

"Você deseja filtrar a luz real das estrelas o máximo possível para tornar visível qualquer informação que puder obter do exoplaneta, "Prof. Snellen disse.

Ao examinar a luz das estrelas que se filtra pela atmosfera de um planeta e chega até nós na Terra, é possível derivar os tipos de gases que estão presentes.

Embora os telescópios ainda não sejam grandes o suficiente para examinar os espectros de planetas do tamanho da Terra, os cientistas estão aprimorando seus métodos em exoplanetas maiores, os chamados Júpiteres quentes, que são quentes demais para suportar a vida como a conhecemos. Estes são exoplanetas gigantes gasosos que orbitam muito perto de sua estrela-mãe. Tão perto, na verdade, que eles estão bloqueados por maré, como nossa lua, com o exoplaneta girando apenas uma vez a cada órbita em torno de sua estrela.

Com um lado desses planetas sempre na luz e o outro sempre na escuridão, o lado da luz fica tão quente que a atmosfera pode evaporar, criando um vento de matéria fluindo para fora do planeta, um pouco como a cauda de um cometa.

No projeto EXOPLANETBIO, O Prof. Snellen e sua equipe usaram espectroscopia de alta precisão pela primeira vez para confirmar a quantidade de hélio na atmosfera quente de Júpiter usando telescópios terrestres, o que pode revelar o quão longe este processo está.

"Isso foi um grande avanço para esses Júpiteres quentes, "disse ele." Esses tipos de caudas exosféricas eram conhecidos, mas são muito difíceis de observar porque a única maneira de vê-los era detectando hidrogênio, que não pode ser detectado através da atmosfera da Terra, usando o telescópio espacial Hubble.

"Agora, com a linha de hélio mais forte, podemos fazer isso muito bem do solo com telescópios. "

Entender se um Júpiter quente pode sangrar para fora de sua atmosfera, e quanto tempo pode demorar, pode explicar como a atmosfera de todos os exoplanetas muda com o tempo.

"Esse tipo de processo de escape atmosférico não é muito importante agora, mas no início do sistema solar eles eram, porque o sol estava muito mais ativo, "Prof. Snellen disse.

Clima de exoplaneta

Usando essas novas técnicas, sua equipe também conseguiu conquistar outra inovação, detectar a taxa de rotação - a velocidade de rotação de um planeta - e a velocidade orbital dos exoplanetas.

"As taxas de rotação em Júpiteres quentes são geralmente muito baixas, como geralmente são bloqueados por maré, " ele disse.

Isso pode revelar algo sobre o clima e o clima relacionado no exoplaneta.

"Quando um planeta gira rápido, recebe bandas como Júpiter. A Terra gira mais devagar e tem algumas bandas, mas ainda é dominado principalmente por sistemas de baixa pressão. Agora, se você tiver um Júpiter quente que está girando ainda mais devagar, você não obteria nenhuma estrutura em faixas. Você tem sistemas climáticos muito diferentes, " ele disse.

Ele foi capaz de observar ventos no alto da atmosfera de tais planetas, como energia do mais quente, O lado do dia eterno é girado para o lado noturno mais frio.

O Prof. Snellen está confiante de que uma atualização para o instrumento CRIRES (InfraRed Echelle Spectrograph de alta resolução criogênica), programado para ficar online no próximo ano no Very Large Telescope do European Southern Observatory (ESO), permitirá que eles encontrem compostos como o metano em planetas mais frios. O metano pode ser um componente da vida se for encontrado em planetas do tamanho da Terra.

"Eu vejo isso como uma espécie de campo de jogo. Estamos aprendendo os métodos agora que podemos um dia aplicar a planetas semelhantes à Terra. O telescópio Extremamente Grande (do ESO) deve estar pronto em 2026, e com isso podemos começar a sondar planetas semelhantes à Terra. "

Sinal de vida

No entanto, mesmo se você tiver boas amostras de rochas, Planetas do tamanho da Terra, como saber se um composto é realmente um sinal de vida?

"A geologia é muito boa em produzir coisas que parecem vida, como o metano. Pode vir de vacas ou pode vir de rochas, "disse o professor Kevin Heng, professor da Universidade de Berna, na Suíça.

"Se você pensar em bioassinaturas, eles têm que satisfazer várias condições. Eles não devem ser imitados pela geologia, eles têm que existir na atmosfera por longos períodos de tempo, o que significa que eles são muito estáveis ​​ou são reabastecidos de alguma forma, e eles devem ser detectáveis. "

Como parte do projeto EXOKLEIN, O Prof. Heng está trabalhando para determinar se tais compostos, como cloreto de metila e amônia, pode durar o suficiente em atmosferas exoplanetárias para estudar, modelando pequenos planetas em torno de estrelas anãs. É um desafio particular para planetas do tamanho da Terra, cujas atmosferas podem mudar com o tempo.

"Se você olhar para um planeta como Júpiter ... eles se parecem com o sol. Eles são feitos de hidrogênio, eles têm oligoelementos de metais e assim por diante. Com base nas diferenças entre o planeta e a estrela, posso descobrir como ele se formou. Ele manteria um registro fóssil de como se formou, "Prof. Heng disse.

Mas para planetas menores, suas atmosferas mudaram significativamente ao longo do tempo por meio de processos como o ciclo do carbono.

"Passamos os últimos oito a 10 anos descobrindo como usar modelos climáticos projetados para a Terra (em exoplanetas), e como ajustá-los e modificá-los. "

Esses modelos serão usados ​​para fornecer explicações potenciais para os dados coletados quando os instrumentos são capazes de pesquisar planetas menores para a vida, para entender se os compostos são realmente bioassinaturas ou se podem ser explicados como geológicos.

"Alegações extraordinárias exigem padrões extraordinários de prova, então, se algo é consistente com não exigir biologia, Eu diria que não há biologia, "disse o Prof. Heng.

Ele também está modelando planetas que podem ter tido destinos mais dramáticos. Para pequenos planetas ao redor de estrelas vermelhas para sustentar a vida, eles precisariam ter uma órbita muito estreita, tornando-os travados por maré como Júpiteres quentes.

"Isso significa que o lado noturno está muito frio, e talvez frio o suficiente para que os gases na atmosfera se condensassem em gelo. Então, você obtém uma condensação descontrolada e não tem atmosfera - colapso atmosférico, "disse ele. Tal colapso deixaria os planetas frios e sem vida, como Marte.

Embora o trabalho seja apenas teórico agora, As próximas missões, como o satélite CHEOPS da Agência Espacial Europeia e o Telescópio Espacial James Webb da NASA, devem fornecer dados que ele possa comparar com suas teorias.

"Quando o Webb for lançado (em 2021), vai haver um salto quântico na qualidade dos dados. Pode acontecer que o colapso atmosférico seja tão predominante que metade dos pequenos planetas em torno de estrelas vermelhas não tenham atmosfera. "