Como um jovem cientista, Tony del Genio, do Instituto Goddard de Estudos Espaciais da NASA, na cidade de Nova York, conheceu Clyde Tombaugh, o descobridor de Plutão.

"Eu pensei, 'Uau, esta é uma oportunidade única, "Del Genio disse." Jamais encontrarei ninguém que tenha encontrado um planeta.

Essa previsão estava espetacularmente errada. Em 1992, dois cientistas descobriram o primeiro planeta em torno de outra estrela, ou exoplaneta, e, desde então, mais pessoas encontraram planetas do que em toda a história anterior da Terra. A partir deste mês, cientistas confirmaram mais de 3, 500 exoplanetas em mais de 2, 700 sistemas estelares. Del Genio conheceu muitos desses novos descobridores de planetas.

Del Genio é agora co-líder de uma iniciativa interdisciplinar da NASA para a busca de vida em outros mundos. Essa nova posição como líder desse projeto pode parecer estranha para quem o conhece profissionalmente. Porque? Ele dedicou décadas a estudar a Terra, não procurando vida em outro lugar.

Conhecemos apenas um planeta vivo:o nosso. Mas sabemos muito bem. À medida que avançamos para o próximo estágio na busca por vida alienígena, o esforço exigirá a experiência de cientistas planetários, heliofísicos e astrofísicos. Contudo, o conhecimento e as ferramentas que a NASA desenvolveu para estudar a vida na Terra também serão um dos maiores ativos dessa busca.

Mundos habitáveis

Existem duas questões principais na busca pela vida:com tantos lugares para olhar, como podemos nos concentrar nos lugares com maior probabilidade de abrigar vida? Quais são os sinais inconfundíveis de vida - mesmo que venha de uma forma que não entendemos totalmente?

"Antes de sairmos em busca de vida, estamos tentando descobrir que tipos de planetas podem ter um clima favorável à vida, "disse del Genio." Estamos usando os mesmos modelos climáticos que usamos para projetar as mudanças climáticas do século 21 na Terra para fazer simulações de exoplanetas específicos que foram descobertos, e hipotéticos. "

Del Genio reconhece que a vida pode muito bem existir em formas e lugares tão bizarros que podem ser substancialmente diferentes da Terra. Mas nesta fase inicial da pesquisa, "Temos que seguir o tipo de vida que conhecemos, " ele disse.

Avançar, devemos ter certeza de usar o conhecimento detalhado da Terra. Em particular, devemos ter certeza de nossas descobertas sobre a vida em vários ambientes da Terra, nosso conhecimento de como nosso planeta e sua vida afetaram uns aos outros ao longo da história da Terra, e nossas observações de satélite do clima da Terra.

Acima de tudo, isso significa água líquida. Cada célula que conhecemos - até mesmo bactérias em torno das aberturas do fundo do mar que existem sem luz solar - requer água.

Vida no oceano

O cientista pesquisador Morgan Cable, do Jet Propulsion Laboratory da NASA em Pasadena, Califórnia, está procurando dentro do sistema solar por locais com potencial para suportar água líquida. Algumas das luas geladas ao redor de Saturno e Júpiter têm oceanos abaixo da crosta de gelo. Esses oceanos foram formados pelo aquecimento das marés, isso é, aquecimento do gelo causado pelo atrito entre o gelo da superfície e o núcleo como resultado da interação gravitacional entre o planeta e a lua.

"Nós pensávamos que Enceladus era apenas enfadonho e frio até que a missão Cassini descobriu um oceano subsuperficial de água líquida, "disse Cable. A água está pulverizando no espaço, e a missão Cassini encontrou indícios na composição química do spray de que a química do oceano é afetada pelas interações entre a água aquecida e as rochas no fundo do mar. As missões Galileo e Voyager forneceram evidências de que Europa também tem um oceano de água líquida sob uma crosta gelada. As observações revelaram um terreno confuso que pode ser o resultado do derretimento e da reforma do gelo.

À medida que as missões para essas luas estão sendo desenvolvidas, os cientistas estão usando a Terra como uma plataforma de teste. Assim como os protótipos dos robôs de Marte da NASA fizeram seus testes nos desertos da Terra, pesquisadores estão testando hipóteses e tecnologia em nossos oceanos e ambientes extremos.

Cable deu o exemplo de observações de satélite dos campos de gelo do Ártico e da Antártica, que informam o planeamento de uma missão Europa. As observações da Terra ajudam os pesquisadores a encontrar maneiras de datar a origem do gelo misturado. "Quando visitamos Europa, queremos ir a lugares muito jovens, onde o material daquele oceano está sendo expresso na superfície, "ela disse." Em qualquer lugar assim, as chances de encontrar evidências de vida aumentam - se elas estiverem lá. "

Água no Espaço

Para qualquer estrela, é possível calcular o intervalo de distâncias onde os planetas em órbita poderiam ter água líquida na superfície. Isso é chamado de zona habitável da estrela.

Os astrônomos já localizaram alguns planetas de zonas habitáveis, e o cientista pesquisador Andrew Rushby, do Centro de Pesquisa Ames da NASA, em Moffett Field, Califórnia, está estudando maneiras de refinar a pesquisa. A localização por si só não é suficiente. "Um alienígena localizaria três planetas em nosso sistema solar na zona habitável [Terra, Marte e Vênus], "Rushby disse, "mas sabemos que 67 por cento desses planetas não são muito habitáveis." Recentemente, ele desenvolveu um modelo simplificado do ciclo do carbono da Terra e o combinou com outras ferramentas para estudar quais planetas na zona habitável seriam os melhores alvos para a vida, considerando provável atividade tectônica e ciclos de água. Ele descobriu que planetas rochosos maiores são mais propensos do que os menores a ter temperaturas de superfície onde a água líquida poderia existir, dada a mesma quantidade de luz da estrela.

Renyu Hu, do JPL, refinou a busca por planetas habitáveis ​​de uma maneira diferente, procurando a assinatura de um planeta rochoso. A física básica nos diz que os planetas menores devem ser rochosos e os maiores, gasosos, mas para planetas que variam do tamanho da Terra a cerca de duas vezes esse raio, os astrônomos não conseguem diferenciar um grande planeta rochoso de um pequeno planeta gasoso. Hu foi o pioneiro em um método para detectar minerais de superfície em exoplanetas de rocha nua e definiu a assinatura química atmosférica da atividade vulcânica, o que não ocorreria em um planeta gasoso.

Sinais vitais

Quando os cientistas estão avaliando um possível planeta habitável, "a vida tem que ser a hipótese de último recurso, "Cable disse." Você deve eliminar todas as outras explicações. "Identificar possíveis falsos positivos para o sinal de vida é uma área de pesquisa em andamento na comunidade de exoplanetas. Por exemplo, o oxigênio na atmosfera da Terra vem de coisas vivas, mas o oxigênio também pode ser produzido por reações químicas inorgânicas.

Shawn Domagal-Goldman, do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, procura inconfundível, sinais químicos de vida, ou bioassinaturas. Uma bioassinatura pode encontrar duas ou mais moléculas em uma atmosfera que não deveria estar ali ao mesmo tempo. Ele usa esta analogia:se você entrar em um dormitório da faculdade e encontrar três alunos e uma pizza, você pode concluir que a pizza tinha chegado recentemente, porque os estudantes universitários consomem pizza rapidamente. O oxigênio "consome" o metano, decompondo-o em várias reações químicas. Sem entradas de metano da vida na superfície da Terra, nossa atmosfera ficaria totalmente sem metano em poucas décadas.

Terra como exoplaneta

Quando os humanos começam a coletar imagens diretas de exoplanetas, mesmo o mais próximo aparecerá como um punhado de pixels no detector - algo como a famosa imagem de "ponto azul" da Terra de Saturno. O que podemos aprender sobre a vida planetária com um único ponto?

Stephen Kane, da Universidade da Califórnia, Riverside, surgiu com uma maneira de responder a essa pergunta usando a câmera de imagens policromáticas da Terra da NASA no Observatório do Clima do Espaço Profundo da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (DSCOVR). Essas imagens de alta resolução - 2, 000 x 2, 000 pixels - documenta os padrões climáticos globais da Terra e outros fenômenos relacionados ao clima. "Estou tirando essas fotos gloriosas e reduzindo-as a um único pixel ou um punhado de pixels, "Kane explicou. Ele passa a luz por um filtro de ruído que tenta simular a interferência esperada de uma missão de exoplaneta.

DSCOVR tira uma foto a cada meia hora, e está em órbita há dois anos. São mais de 30, 000 imagens são de longe o mais longo registro contínuo da Terra visto do espaço. Ao observar como o brilho da Terra muda quando a maior parte da terra está à vista em comparação com a maior parte da água, Kane foi capaz de fazer a engenharia reversa da taxa de rotação da Terra - algo que ainda não foi medido diretamente para exoplanetas.

Quando encontraremos vida?

Todo cientista envolvido na busca pela vida está convencido de que ela existe. Suas opiniões divergem sobre quando vamos encontrá-lo.

"Acho que em 20 anos teremos encontrado um candidato que pode ser esse, "diz del Genio. Considerando sua experiência com Tombaugh, ele adicionou, "Mas meu histórico de prever o futuro não é tão bom."

Rushby, por outro lado, diz, "Passaram-se 20 anos nos últimos 50 anos. Acho que está na escala de décadas. Se eu fosse um homem de apostas, que eu não sou, Eu iria para Europa ou Enceladus. "

A rapidez com que encontramos um exoplaneta vivo realmente depende de haver um relativamente próximo, com a órbita e tamanho certos, e com bioassinaturas que somos capazes de reconhecer, Disse Hu. Em outras palavras, "Há sempre um fator de sorte."