Em busca de vida alienígena, o roxo pode ser o novo verde
Crédito:Domínio público De plantas domésticas e jardins a campos e florestas, o verde é a cor que mais associamos à vida na superfície da Terra, onde as condições favoreceram a evolução de organismos que realizam a fotossíntese produtora de oxigênio usando o pigmento verde clorofila a.
Mas um planeta semelhante à Terra orbitando outra estrela pode parecer muito diferente, potencialmente coberto por bactérias que recebem pouca ou nenhuma luz visível ou oxigénio, como em alguns ambientes da Terra, e em vez disso utilizam radiação infravermelha invisível para alimentar a fotossíntese.
Em vez de verdes, muitas dessas bactérias na Terra contêm pigmentos roxos, e os mundos roxos nos quais são dominantes produziriam uma "impressão digital de luz" distinta, detectável pela próxima geração de telescópios terrestres e espaciais, relatam cientistas da Cornell em uma nova pesquisa.
“As bactérias roxas podem prosperar sob uma ampla gama de condições, tornando-as um dos principais competidores pela vida que poderia dominar uma variedade de mundos”, disse Lígia Fonseca Coelho, pós-doutoranda associada no Instituto Carl Sagan (CSI) e primeira autora do livro. "Roxo é o novo verde:biopigmentos e espectros de mundos roxos semelhantes à Terra", publicado em Avisos mensais da Royal Astronomical Society .
“Precisamos criar um banco de dados de sinais de vida para garantir que nossos telescópios não percam vida caso ela não se pareça exatamente com o que encontramos ao nosso redor todos os dias”, acrescentou a coautora Lisa Kaltenegger, diretora do CSI e professora associada. de astronomia na Faculdade de Artes e Ciências.
Os astrónomos confirmaram mais de 5.500 exoplanetas até à data, incluindo mais de 30 planetas potencialmente semelhantes à Terra. Observatórios planeados, como o Extremely Large Telescope e o Habitable Worlds Observatory, explorarão a composição química destes mundos nas zonas habitáveis das suas estrelas - onde as condições são propícias à existência de água líquida na superfície - e análises da sua composição.
Usando a vida na Terra como guia, a equipe multidisciplinar de cientistas do CSI - incluindo também William Philpot, professor emérito da Escola de Engenharia Civil e Ambiental da Cornell Engineering, e Stephen Zinder, professor emérito de microbiologia na Faculdade de Agricultura e Ciências da Vida - estão catalogando as cores e assinaturas químicas que uma ampla gama de organismos e minerais apresentariam na luz refletida de um exoplaneta. Na Terra, verde significa vida, graças à fotossíntese impulsionada pela clorofila. Mas nos exoplanetas, os investigadores da Cornell descobriram que o roxo pode ser uma cor chave a procurar. Algumas bactérias na Terra já usam luz infravermelha para a fotossíntese e, em vez disso, contêm pigmentos roxos. Crédito:Ryan Young/Cornell University Coelho coletou e cultivou amostras de mais de 20 bactérias roxas sulfurosas e roxas não sulfurosas que podem ser encontradas em uma variedade de ambientes, desde águas rasas, costas e pântanos até fontes hidrotermais de águas profundas.
Zinder e Coelho coletaram algumas amostras de um lago no campus de Cornell, enquanto outras foram recuperadas das águas de Cape Cod por Coelho durante o curso de verão de Diversidade Microbiana de 2023 no Laboratório Biológico Marinho em Woods Hole e de culturas de laboratório mantidas por colaboradores da Universidade de Departamento de Biologia Vegetal e Microbiana de Minnesota, Professor Associado Trinity Hamilton e estudante de doutorado Taylor Price.
O que é coletivamente chamado de bactéria roxa, na verdade tem uma variedade de cores, incluindo amarelo, laranja, marrom e vermelho, devido aos pigmentos relacionados àqueles que tornam o tomate vermelho e a cenoura laranja. Eles prosperam com luz vermelha ou infravermelha de baixa energia, usando sistemas de fotossíntese mais simples, utilizando formas de clorofila que absorvem infravermelho e não produzem oxigênio.
É provável que tenham prevalecido na Terra primitiva antes do advento da fotossíntese do tipo vegetal, disseram os investigadores, e podem ser particularmente adequados para planetas que circundam estrelas anãs vermelhas mais frias – o tipo mais comum na nossa galáxia.
“Eles já prosperam aqui em determinados nichos”, disse Coelho. “Imagine se eles não estivessem competindo com plantas verdes, algas e bactérias:um sol vermelho poderia dar-lhes as condições mais favoráveis para a fotossíntese”.
Depois de medir os biopigmentos e as impressões digitais leves das bactérias roxas, os pesquisadores criaram modelos de planetas semelhantes à Terra com condições e cobertura de nuvens variadas. Em uma série de ambientes simulados, disse Coelho, bactérias roxas úmidas e secas produziram bioassinaturas intensamente coloridas.
“Se as bactérias roxas estão prosperando na superfície de uma Terra congelada, de um mundo oceânico, de uma Terra em forma de bola de neve ou de uma Terra moderna orbitando uma estrela mais fria”, disse Coelho, “agora temos as ferramentas para procurá-las”.
A detecção de um “ponto roxo pálido” noutro sistema solar desencadearia observações intensivas do planeta para tentar descartar outras fontes de cor, como minerais coloridos, que o CSI também está catalogando.
Kaltenegger, autor do próximo livro, "Alien Earths:The New Science of Planet Hunting in the Cosmos", disse que detectar vida é tão difícil com a tecnologia atual que, mesmo que organismos unicelulares sejam encontrados em um só lugar, isso sugeriria que a vida deve estar difundido no cosmos. Isso revolucionaria o nosso pensamento sobre a velha questão:estamos sozinhos no universo?
“Estamos apenas abrindo os olhos para estes mundos fascinantes que nos rodeiam”, disse Kaltenegger. “As bactérias roxas podem sobreviver e prosperar sob uma variedade tão grande de condições que é fácil imaginar que em muitos mundos diferentes, o roxo pode ser apenas o novo verde.”
