A busca por vida em outros planetas recebeu um grande impulso depois que os cientistas revelaram as assinaturas espectrais de quase 1000 moléculas atmosféricas que podem estar envolvidas na produção ou consumo de fosfina, um estudo liderado pela UNSW Sydney revelou.

Os cientistas há muito conjeturam que a fosfina - um composto químico feito de um átomo de fósforo rodeado por três átomos de hidrogênio (PH3) - pode indicar evidências de vida se encontrada na atmosfera de pequenos planetas rochosos como o nosso, onde é produzido pela atividade biológica das bactérias.

Então, quando uma equipe internacional de cientistas no ano passado afirmou ter detectado fosfina na atmosfera de Vênus, levantou a perspectiva tentadora da primeira evidência de vida em outro planeta, embora o primitivo, variedade unicelular.

Mas nem todo mundo estava convencido, com alguns cientistas questionando se a fosfina na atmosfera de Vênus foi realmente produzida por atividade biológica, ou se fosfina foi detectada.

Agora uma equipe internacional, liderado por cientistas UNSW Sydney, tem feito uma contribuição chave para isso e quaisquer pesquisas futuras por vida em outros planetas, demonstrando como uma detecção inicial de uma bioassinatura potencial deve ser seguida por pesquisas por moléculas relacionadas.

Em um artigo publicado hoje na revista Fronteiras em Astronomia e Ciências Espaciais , eles descreveram como a equipe usou algoritmos de computador para produzir um banco de dados de códigos de barras espectrais infravermelhos aproximados para 958 espécies moleculares contendo fósforo.

Observa e aprende

Como explica a Dra. Laura McKemmish da Escola de Química da UNSW, quando os cientistas procuram evidências de vida em outros planetas, eles não precisam ir para o espaço, eles podem simplesmente apontar um telescópio para o planeta em questão.

"Para identificar a vida em um planeta, precisamos de dados espectrais, " ela diz.

"Com os dados espectrais corretos, a luz de um planeta pode dizer quais moléculas estão na atmosfera do planeta. "

O fósforo é um elemento essencial para a vida, ainda até agora, ela diz, astrônomos só podiam procurar por uma molécula poliatômica contendo fósforo, fosfina.

"A fosfina é uma bioassinatura muito promissora porque só é produzida em pequenas concentrações por processos naturais. No entanto, se não podemos rastrear como é produzido ou consumido, não podemos responder à pergunta se é uma química incomum ou homenzinhos verdes que estão produzindo fosfina em um planeta, "diz o Dr. McKemmish.

Para fornecer uma visão, Dr. McKemmish reuniu uma grande equipe interdisciplinar para entender como o fósforo se comporta quimicamente, biologicamente e geologicamente e pergunte como isso pode ser investigado remotamente por meio de moléculas atmosféricas sozinho.

"O que foi ótimo neste estudo é que ele reuniu cientistas de campos distintos - química, biologia, geologia - para abordar essas questões fundamentais em torno da busca por vida em outros lugares que um campo sozinho não poderia responder, "diz o astrobiólogo e co-autor do estudo, Professor Associado Brendan Burns.

Dr. McKemmish continua:"No início, procuramos quais moléculas contendo fósforo - o que chamamos de moléculas P - são mais importantes nas atmosferas, mas descobrimos que muito pouco se sabe. Portanto, decidimos olhar para um grande número de moléculas P que poderiam ser encontradas na fase gasosa que, de outra forma, não seriam detectadas por telescópios sensíveis à luz infravermelha. "

Dados de código de barras para novas espécies moleculares são normalmente produzidos para uma molécula de cada vez, Dr. McKemmish diz, um processo que geralmente leva anos. Mas a equipe envolvida nesta pesquisa usou o que ela chama de "química quântica computacional de alto rendimento" para prever os espectros de 958 moléculas em apenas algumas semanas.

"Embora este novo conjunto de dados ainda não tenha a precisão para permitir novas detecções, pode ajudar a prevenir atribuições erradas, destacando o potencial para várias espécies moleculares com códigos de barras espectrais semelhantes, por exemplo, em baixa resolução com alguns telescópios, água e álcool podem ser indistinguíveis. "

"Os dados também podem ser usados ​​para classificar a facilidade de detecção de uma molécula. Por exemplo, contra-intuitivamente, astrônomos alienígenas olhando para a Terra achariam muito mais fácil detectar 0,04% de CO ₂ em nossa atmosfera do que 20% O ₂ . Isso ocorre porque CO ₂ absorve luz muito mais fortemente do que O ₂ - isso é realmente o que causa o efeito estufa na Terra. "

Vida em exoplanetas

Independentemente dos resultados do debate sobre a existência de fosfina na atmosfera de Vênus e os possíveis sinais de vida no planeta, esta recente adição ao conhecimento do que pode ser detectado usando telescópios será importante na detecção de sinais potenciais de vida em exoplanetas - planetas em outros sistemas solares.

"A única maneira de sermos capazes de olhar para exoplanetas e ver se há vida é usar dados espectrais coletados por telescópios - essa é nossa única ferramenta, "diz o Dr. McKemmish.

"Nosso artigo fornece uma nova abordagem científica para acompanhar a detecção de bioassinaturas potenciais e tem relevância para o estudo da astroquímica dentro e fora do Sistema Solar, "diz o Dr. McKemmish." Novos estudos irão melhorar rapidamente a precisão dos dados e expandir a gama de moléculas consideradas, pavimentando o caminho para seu uso em futuras detecções e identificações de moléculas. "

O colega co-autor e astrônomo do CSIRO, Dr. Chenoa Tremblay, diz que a contribuição da equipe será benéfica à medida que telescópios mais poderosos ficarem online em um futuro próximo.

"Esta informação chegou em um momento crítico da astronomia, " ela diz.

"Um novo telescópio infravermelho chamado James Web Space Telescope deve ser lançado ainda este ano e será muito mais sensível e cobrirá mais comprimentos de onda do que seus predecessores, como o Herschel Space Observatory. Precisamos dessas informações em uma taxa muito rápida para identificar novas moléculas nos dados. "

Ela diz que embora o trabalho da equipe tenha se concentrado nos movimentos vibracionais de moléculas detectadas com telescópios sensíveis à luz infravermelha, eles estão trabalhando atualmente para estender a técnica aos comprimentos de onda de rádio também.

"Isso será importante para telescópios novos e atuais, como o Square Kilometer Array, que será construído no oeste da Austrália."