Dezenas de planetas potencialmente habitáveis ​​foram descobertos fora de nosso sistema solar, e muitos mais aguardam detecção.

Está alguém - ou alguma coisa - aí?

A caça pela vida nesses lugares, que são impossíveis de visitar pessoalmente, começará com uma busca por produtos biológicos em seus ambientes. Essas impressões digitais atmosféricas de vida, chamadas bioassinaturas, será detectado usando telescópios de última geração que medem a composição dos gases ao redor dos planetas que estão a anos-luz de distância.

É um negócio complicado, uma vez que as bioassinaturas baseadas em medições únicas de gases atmosféricos podem ser enganosas. Para complementar esses marcadores, e graças ao financiamento do Instituto de Astrobiologia da NASA, cientistas da Universidade da Califórnia, O Centro de Astrobiologia de Terras Alternativas de Riverside está desenvolvendo a primeira estrutura quantitativa para bioassinaturas dinâmicas com base em mudanças sazonais na atmosfera da Terra.

Intitulado "Atmospheric Seasonality As An Exoplanet Biosignature, "um artigo descrevendo a pesquisa foi publicado hoje em Cartas de jornal astrofísico . O autor principal é Stephanie Olson, um estudante de graduação no Departamento de Ciências da Terra da UCR.

Enquanto a Terra orbita o sol, seu eixo inclinado significa que diferentes regiões recebem mais raios em diferentes épocas do ano. Os sinais mais visíveis desse fenômeno são as mudanças no clima e na duração dos dias, mas a composição atmosférica também é afetada. Por exemplo, no hemisfério norte, que contém a maior parte da vegetação do mundo, o crescimento das plantas no verão resulta em níveis visivelmente mais baixos de dióxido de carbono na atmosfera. O inverso é verdadeiro para o oxigênio.

"A sazonalidade atmosférica é uma bioassinatura promissora porque é modulada biologicamente na Terra e é provável que ocorra em outros mundos habitados, "Disse Olson." Inferir vida com base na sazonalidade não exigiria uma compreensão detalhada da bioquímica alienígena porque surge como uma resposta biológica às mudanças sazonais no ambiente, e não como consequência de uma atividade biológica específica que pode ser exclusiva da Terra. "Além disso, órbitas extremamente elípticas, em vez de inclinação do eixo, podem gerar sazonalidade em planetas extrasolares, ou exoplanetas, expandindo a gama de alvos possíveis.

No papel, os pesquisadores identificam as oportunidades e armadilhas associadas à caracterização da formação e destruição sazonal de oxigênio, dióxido de carbono, metano, e sua detecção usando uma técnica de imagem chamada espectroscopia. Eles também modelaram as flutuações do oxigênio atmosférico em um planeta com baixo teor de oxigênio. como aquele da Terra bilhões de anos atrás. Eles descobriram que o ozônio (O3), que é produzido na atmosfera por meio de reações envolvendo gás oxigênio (O ₂ ) produzido pela vida, seria um marcador mais facilmente mensurável para a variabilidade sazonal de oxigênio do que O ₂ em planetas fracamente oxigenados.

"É muito importante que modelemos com precisão esses tipos de cenários agora, para que os telescópios espaciais e terrestres do futuro possam ser projetados para identificar as bioassinaturas mais promissoras, "disse Edward Schwieterman, um bolsista do Programa de Pós-doutorado da NASA na UCR. “No caso do ozônio, precisaríamos de telescópios para incluir recursos ultravioleta para detectá-lo facilmente. "

Schwieterman disse que o desafio na busca pela vida é a ambigüidade dos dados coletados de tão longe. Falsos positivos - processos não biológicos que se disfarçam de vida - e falsos negativos - vida em um planeta que produz pouca ou nenhuma bioassinatura - são as principais preocupações.

"Tanto o oxigênio quanto o metano são bioassinaturas promissoras, mas existem maneiras de serem produzidos sem vida, "Disse Schwieterman.

Olson disse que observar mudanças sazonais no oxigênio ou metano seria mais informativo.

"Uma forma potencialmente poderosa de avaliar exoplanetas para a habitação seria observar suas atmosferas ao longo de suas órbitas para ver se podemos detectar mudanças nesses gases de bioassinatura ao longo de um ano, "disse ela." Em algumas circunstâncias, tais mudanças seriam difíceis de explicar sem vida e podem até nos permitir fazer progressos no sentido de caracterizar, em vez de simplesmente reconhecer, vida em um exoplaneta. "

Timothy Lyons, professor de biogeoquímica do Departamento de Ciências da Terra da UCR e diretor do Alternative Earths Astrobiology Center, disse que este trabalho avança a abordagem fundamental para a busca de vida em planetas muito distantes.

"Estamos particularmente entusiasmados com a perspectiva de caracterizar as flutuações de oxigênio em níveis baixos que esperaríamos encontrar em uma versão inicial da Terra, "Lyons disse." As variações sazonais reveladas pelo ozônio seriam mais facilmente detectáveis ​​em um planeta como a Terra era bilhões de anos atrás, quando a maior parte da vida ainda era microscópica e habitava o oceano. "