Foi uma boa semana para astrobiologia. Poucos dias após o anúncio da NASA de que os ingredientes necessários para a vida existem nas plumas que emergem do pólo sul da lua de Saturno, Enceladus, cientistas se reuniram na Universidade de Stanford para discutir a descoberta de vida fora do Sistema Solar.

Observando como, "A busca pela vida no Universo deixou de ser especulação para se tornar uma ciência baseada em dados, "Palestrantes como o físico de Stanford, Peter Michelson, ofereceram planos detalhados para encontrar vida em exoplanetas. Ao longo de dois dias, de 20 a 21 de abril, dezenas de cientistas que participaram da Conferência de Discussão do Breakthrough contemplaram opções para explorar planetas em outros sistemas estelares. Essa opção incluía o uso de uma nova geração de telescópios poderosos para observações de longa distância, bem como o avanço de uma tecnologia inédita para visitar outros sistemas estelares - tudo dentro da próxima geração.

O que essas estratégias tinham em comum era o foco na observação de planetas em zonas habitáveis ​​em nossa vizinhança estelar local. Só neste bairro, dentro de 30 anos-luz ou mais de nosso sistema solar, astrobiólogos já identificaram vários exoplanetas semelhantes à Terra e dezenas de sistemas que podem abrigar mundos semelhantes à Terra. Esses exoplanetas, identificados pelo efeito que têm em sua estrela-mãe, são rochosos e têm aproximadamente o mesmo tamanho e densidade da Terra. Eles orbitam suas estrelas a uma distância que permitiria a existência de água líquida na superfície. Há, Contudo, pelo menos uma grande diferença entre nosso planeta e esses exoplanetas potencialmente habitáveis. Isso é, eles não estão girando em estrelas como nosso sol.

No espectro das estrelas, nosso sol é conhecido como anã amarela. É brilhante, e não muito grande em comparação com as maiores estrelas da nossa galáxia. Ainda, mesmo estrelas médias como o nosso Sol não são tão comuns. Nossa vizinhança estelar local - e provavelmente no Universo como um todo - está repleta de muito mais estrelas de baixa massa. Existem 20 estrelas anãs amarelas como o nosso sol nas proximidades e 250 anãs M, uma variedade de estrelas tão pequenas e escuras que, apesar de sua abundância, não pode ser visto a olho nu. Nos últimos três a quatro anos, cada estrela de baixa massa que estudamos parece ter pelo menos um planeta. Usualmente, eles têm mais de um.

"Quão comuns são os planetas orbitando estrelas de baixa massa? Muito comuns, de fato, "explicou Courtney Dressing, um astrônomo da UC Berkeley para o grupo reunido. "Para um anão-M típico, tende a haver 2,5 planetas. Uma em cada quatro estrelas tem um planeta do mesmo tamanho e temperatura que a Terra na zona habitável. "

O ponto de Dressing era que, dado o número de anãs-M na região local, deve haver pelo menos 60 planetas potencialmente semelhantes à Terra em zonas habitáveis ​​a cerca de 32 anos-luz daqui, e talvez muitos mais. A data, a maioria dos dados de nossos exoplanetas vem da espaçonave Kepler. A espaçonave Kepler concentrou sua busca por planetas em grandes estrelas anãs-M. No futuro próximo, quando as anãs-M pequenas e médias são estudadas, podemos descobrir que mais perto de uma em três estrelas há um planeta semelhante à Terra na zona habitável.

Além de ser mais abundante, estudar os exoplanetas potencialmente habitáveis ​​em torno dessas estrelas de baixa massa traz outras vantagens. Esses exoplanetas têm órbitas estreitas em torno de suas estrelas porque as zonas habitáveis ​​estão próximas, dando aos cientistas oportunidades de ver seus trânsitos a cada poucas semanas. É durante esses trânsitos, quando os exoplanetas passam na frente de suas estrelas, que temos a melhor oportunidade de estudar suas atmosferas em busca de sinais de vida. Muitos participantes da conferência, incluindo Mercedes López-Morales do Harvard Center for Astrophysics, explicou como estaremos pesquisando as atmosferas dos planetas mais próximos da zona habitável em busca de sinais de vida habitando na superfície ou em um oceano. "Vamos procurar oxigênio, " ela disse.

Como o aumento do oxigênio na atmosfera da Terra correspondeu ao surgimento da vida, frequentemente usamos essa molécula particular como um marcador da presença de vida em outro lugar. Também, o oxigênio gosta de interagir com outros produtos químicos. Se descobrirmos um planeta onde o oxigênio ainda está pairando na atmosfera, algo, possivelmente vida, está ativamente fazendo isso. Então, a busca pela vida se concentrará em elementos e moléculas como o hidrogênio, oxigênio, e metano. Contudo, como López-Morales explicou, há uma desvantagem nessa abordagem.

"A atmosfera de um planeta tem apenas 1 por cento do tamanho do planeta. O tamanho do sinal é minúsculo. Você precisa coletar pelo menos um trilhão de fótons para ter certeza de que está realmente olhando para o oxigênio."

A boa notícia é que uma nova geração de telescópios projetados para exploração planetária e astrobiologia estará online para nos ajudar a reunir esses fótons. Por volta desta época no próximo ano, o Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) estará pronto para o lançamento. Durante sua missão de dois anos, TESS vai pesquisar 200, 000 estrelas, incluindo os mais brilhantes em nossos sistemas locais. O Telescópio Gigante de Magalhães (GMT) no Chile, programado para estar operacional em 2022, terá um poder de resolução 10 vezes maior do que o Telescópio Espacial Hubble. O GMT contará com um dispositivo chamado espectrógrafo G-CLEF, que será capaz de ver moléculas como o oxigênio em distantes atmosferas planetárias. Finalmente, quando o Extremely Large Telescope (ELT) for inaugurado em 2024, ele terá mais poder de coleta de luz do que os atuais telescópios de 8 a 10 metros da Terra combinados. Os astrobiólogos estão contando com a entrada em operação desses grandes telescópios entre agora e 2024 para identificar os principais candidatos à procura de oxigênio e vida em nossa vizinhança estelar.

Mesmo quando antecipamos um tesouro de dados atmosféricos dessas missões, os cientistas estão descobrindo espécies que vivem muito felizes sem oxigênio, luz, e outras características que acreditávamos serem necessárias para a vida. Essas descobertas destacam como as bioassinaturas atmosféricas, como o oxigênio, são imperfeitas, se tentador, maneira de buscar a vida de longe. A questão então se torna:poderia haver outra maneira de procurar vida extraterrestre além do estudo de atmosferas de exoplanetas?

Idealmente, para identificar definitivamente a vida em outros mundos, visitaríamos planetas próximos como Proxima b, apenas 4 anos-luz de distância, pessoalmente ou com uma nave espacial. Este é o objetivo da iniciativa Starshot do Breakthrough. Anunciado há pouco mais de um ano, Objetivo de Starshot, de acordo com seu fundador, é "literalmente alcançar as estrelas em nossas vidas". O plano para realizar essa façanha envolve o lançamento de uma frota de espaçonaves muito pequenas. Starshot irá então acelerar essas naves para o mais próximo possível da velocidade da luz. Ao apontar lasers de alta potência para essas câmeras do tamanho de um grama no espaço, podemos ser capazes de reduzir o tempo, custo, e o peso necessário para obter uma visão mais próxima dos planetas ao redor de outras estrelas.

"O objetivo é voar uma sonda muito perto de um planeta e descobrir se ele tem vida, "disse Avi Loeb, um físico do Harvard Smithsonian Center for Astrophysics. "Qual é a cor do planeta? É verde? Tem vegetação? É azul, existem oceanos? Ou é como um deserto? "

Na conferência, O engenheiro da NASA, Ruslan Belikov, estreou as simulações de como um exoplaneta pode ser do ponto de vista de Starshot. Mesmo se a nave estivesse se movendo a 90 por cento da velocidade da luz, as câmeras a bordo ainda devem ser capazes de detectar sinais de grandes oceanos, nuvens, e massas de terra que um exoplaneta pode ter.

A esperança é que algum dia, combinando a aceleração de laser dessas embarcações muito pequenas com câmeras e outros sensores, podemos finalmente ser capazes de dar uma olhada em primeira mão em planetas de zonas habitáveis ​​circulando estrelas próximas, e fazendo, talvez definitivamente encontre vida em outro lugar do Universo. Combinar dados de nossa nova geração de telescópios muito grandes com observações atmosféricas de exoplanetas próximos ao redor das anãs M pode nos ajudar a escolher os melhores alvos para pequenas naves Starshot que sobrevoam.

“Seremos a geração mais lembrada por encontrar exoplanetas. É fato, "disse López-Morales." Seremos também a geração que será lembrada como a primeira que encontrou vida nesses planetas? "

Este, na verdade, seria o grande avanço de uma vida.

Esta história foi republicada como cortesia da Revista Astrobiologia da NASA. Explore a Terra e muito mais em www.astrobio.net.