Desde que o Telescópio Espacial Kepler foi lançado ao espaço, o número de planetas conhecidos além do sistema solar (exoplanetas) cresceu exponencialmente. Atualmente, 3, 917 planetas foram confirmados em 2, 918 sistemas estelares, enquanto 3, 368 aguardam confirmação. Destes, cerca de 50 orbitam dentro da zona habitável circunstelar de sua estrela (também conhecida como "Zona Cachinhos Dourados"), a distância em que a água líquida pode existir na superfície de um planeta.

Contudo, pesquisas recentes levantaram a possibilidade de que o que consideramos uma zona habitável seja muito otimista. De acordo com um novo estudo que apareceu recentemente online, intitulado "A Limited Habitable Zone for Complex Life, "As zonas habitáveis ​​podem ser muito mais estreitas do que se pensava originalmente. Essas descobertas podem ter um impacto drástico no número de planetas que os cientistas consideram" potencialmente habitáveis ​​".

O estudo foi liderado por Edward W. Schwieterman, um bolsista do programa de pós-doutorado da NASA na Universidade da Califórnia, Riverside, e incluiu pesquisadores da Equipe de Terras Alternativas (parte do Instituto de Astrobiologia da NASA), o Nexus para Exoplanet System Science (NExSS), e o Instituto Goddard de Estudos Espaciais da NASA.

De acordo com estimativas anteriores baseadas em dados do Kepler, os cientistas concluíram que é provável que haja 40 bilhões de planetas semelhantes à Terra apenas na Via Láctea, 11 bilhões dos quais provavelmente orbitarão estrelas como o sol (ou seja, anãs amarelas do tipo G). Outra pesquisa indicou que esse número pode chegar a 60 bilhões ou até 100 bilhões, dependendo dos parâmetros usados ​​para definir as zonas habitáveis.

Esses resultados são certamente encorajadores, uma vez que eles sugerem que a Via Láctea pode estar repleta de vida. Infelizmente, pesquisas mais recentes em planetas extra-solares lançaram dúvidas sobre essas estimativas anteriores. Este é especialmente o caso de planetas bloqueados por maré que orbitam estrelas do tipo M (anãs vermelhas).

Além disso, a pesquisa sobre como a vida evoluiu na Terra mostrou que a água por si só não garante a vida - nem, por falar nisso, faz a presença de gás oxigênio. Adicionalmente, Schwieterman e seus colegas consideraram duas outras bioassinaturas importantes que são essenciais para a vida como a conhecemos - dióxido de carbono e monóxido de carbono.

Muitos desses compostos seriam tóxicos para a vida complexa, ao passo que muito pouco significaria que os primeiros procariontes não surgiriam. Se a vida na Terra é alguma indicação, formas básicas de vida são essenciais, se mais complexas, as formas de vida que consomem oxigênio devem evoluir. Por esta razão, Schwieterman e seus colegas procuraram revisar a definição de uma zona habitável para levar isso em consideração.

Para ser justo, calcular a extensão de uma zona habitável nunca é fácil. Além da distância de sua estrela, a temperatura da superfície de um planeta depende de vários mecanismos de feedback na atmosfera, como o efeito estufa. Além disso, a definição convencional de zona habitável pressupõe a existência de condições "semelhantes às da Terra".

Isso implica em uma atmosfera rica em nitrogênio, oxigênio, dióxido de carbono e água, e estabilizado pelo mesmo processo do ciclo geoquímico carbonato-silicato que existe na Terra. Nesse processo, a sedimentação e o intemperismo fazem com que as rochas de silicato se tornem carbonosas, enquanto a atividade geológica faz com que as rochas de carbono se tornem novamente à base de silicatos.

Isso leva a um ciclo de feedback que garante que os níveis de dióxido de carbono na atmosfera permaneçam relativamente estáveis, permitindo assim um aumento nas temperaturas da superfície. Quanto mais próximo o planeta da borda interna da zona habitável, menos dióxido de carbono é necessário para que isso aconteça. Como Schwieterman explicou em um artigo recente da MIT Technology Review:"Mas para as regiões intermediárias e externas da zona habitável, as concentrações atmosféricas de dióxido de carbono precisam ser muito mais altas para manter as temperaturas favoráveis ​​à água de superfície líquida. "

Ilustrar, a equipe usou o Kepler-62f como exemplo. É uma super-Terra que orbita uma estrela do tipo K (ligeiramente menor e mais escura que o sol) localizada a cerca de 990 anos-luz da Terra. Este planeta orbita sua estrela aproximadamente à mesma distância que Vênus orbita o sol, mas a massa inferior da estrela significa que ela está na borda externa da zona habitável.

Quando foi descoberto em 2013, este planeta era considerado um bom candidato para vida extraterrestre, assumindo a presença de um efeito de estufa suficiente. Contudo, Schwieterman e seus colegas calcularam que levaria 1, 000 vezes mais dióxido de carbono (300 a 500 quilopascais) do que o que existia na Terra quando as formas de vida complexas estavam evoluindo pela primeira vez (cerca de 1,85 bilhões de anos atrás).

Contudo, esta quantidade de dióxido de carbono seria tóxica para a maioria das formas de vida complexas aqui na Terra. Como resultado, Kepler-62f não seria um candidato adequado para a vida, mesmo que estivesse quente o suficiente para ter água líquida. Uma vez que eles levaram em consideração essas restrições fisiológicas, Schwieterman e sua equipe concluíram que a zona habitável para vida complexa deve ser significativamente mais estreita - um quarto do que foi estimado anteriormente.

Schwieterman e seus colegas também calcularam que alguns exoplanetas provavelmente têm níveis mais altos de monóxido de carbono porque orbitam estrelas frias. Isso coloca uma restrição significativa nas zonas habitáveis ​​de estrelas anãs vermelhas, que respondem por 75 por cento das estrelas no Universo - e que são considerados o lugar mais provável para encontrar planetas que são terrestres (ou seja, rochosos) na natureza.

Essas descobertas podem ter implicações drásticas para o que os cientistas consideram potencialmente habitável, para não mencionar os limites da zona habitável de uma estrela. Schwieterman disse:"Uma implicação é que não podemos esperar encontrar sinais de vida inteligente ou tecnossignaturas em planetas orbitando anãs M tardias ou em planetas potencialmente habitáveis ​​próximos à borda externa de suas zonas habitáveis."

Para complicar ainda mais, este estudo é um de vários para colocar restrições adicionais sobre o que poderia ser considerado planetas habitáveis ​​recentemente. Só em 2019, pesquisas realizadas mostram como os sistemas estelares anãs vermelhas podem não ter as matérias-primas necessárias para a vida se formar, e que estrelas anãs vermelhas podem não fornecer fótons suficientes para que a fotossíntese ocorra.

Tudo isso aumenta a possibilidade distinta de que a vida em nossa galáxia pode ser mais rara do que se pensava anteriormente. Mas é claro, saber com certeza quais são os limites da habitabilidade exigirá mais estudos. Felizmente, não teremos que esperar muito para descobrir, uma vez que vários telescópios de próxima geração estarão operacionais na próxima década.

Isso inclui o Telescópio Espacial James Webb (JWST), o Extremely Large Telescope (ELT) e o Giant Magellan Telescope (GMT). Espera-se que esses e outros instrumentos de ponta permitam estudos e caracterizações muito mais detalhados de exoplanetas. E quando eles fazem, teremos uma ideia melhor de quão provável é a vida lá fora.