Físicos da ETH Zurique e da Universidade de Zurique queriam saber se a planejada missão espacial LIFE poderia realmente detectar vestígios de vida em outros planetas. Sim, pode, dizem os investigadores, com a ajuda de observações do nosso próprio planeta.



Isto foi demonstrado num estudo conduzido pelo Instituto de Física de Partículas e Astrofísica da ETH Zurique. É claro que a intenção dos investigadores não era responder à questão de saber se a vida era possível na própria Terra. Em vez disso, usaram a Terra como exemplo para provar que a planeada missão espacial LIFE (Large Interferometer for Exoplanets) pode ser um sucesso – e que o procedimento de medição planeado funciona.

Em busca da vida

Com uma rede de cinco satélites, a iniciativa internacional LIFE liderada pela ETH Zurich espera um dia detectar vestígios de vida em exoplanetas. O objetivo é realizar um estudo mais detalhado de exoplanetas semelhantes à Terra – planetas rochosos que são semelhantes à Terra em tamanho e temperatura, mas orbitam outras estrelas.

O plano é posicionar cinco satélites menores no espaço perto do Telescópio Espacial James Webb. Juntos, estes satélites formarão um grande telescópio que funcionará como um interferómetro para captar a radiação térmica infravermelha dos exoplanetas. O espectro da luz pode então ser usado para deduzir a composição desses exoplanetas e suas atmosferas. “O nosso objetivo é detectar compostos químicos no espectro de luz que sugerem vida nos exoplanetas”, explica Sascha Quanz, que lidera a iniciativa LIFE.

A Terra como um pontinho despretensioso

No estudo, que acaba de ser publicado no The Astrophysical Journal , os investigadores Jean-Noël Mettler, Björn S. Konrad, Sascha P. Quanz e Ravit Helled investigaram até que ponto uma missão LIFE poderia caracterizar a habitabilidade de um exoplaneta. Para isso, decidiram tratar a Terra como se fosse um exoplaneta e fazer observações no nosso planeta natal.

O que há de único no estudo é que a equipe testou as capacidades da futura missão LIFE em espectros reais, em vez de simulados. Usando dados de um dos dispositivos de medição atmosférica do satélite de observação Aqua Earth da NASA, geraram os espectros de emissão da Terra na faixa do infravermelho médio, como poderá ser registado em futuras observações de exoplanetas.

Duas considerações foram centrais para o projeto. Primeiro, se um grande telescópio espacial observasse a Terra do espaço, que tipo de espectro infravermelho ele registraria? Como a Terra seria observada a uma grande distância, pareceria um pontinho despretensioso, sem características reconhecíveis como o mar ou as montanhas. Isto significa que os espectros seriam então médias espaciais e temporais que dependiam de quais vistas do planeta o telescópio capturaria e por quanto tempo.

Como a perspectiva e as estações afetam as observações?

A partir disto, os físicos derivaram a segunda consideração no seu estudo:se estes espectros médios fossem analisados ​​para obter informações sobre a atmosfera e as condições da superfície da Terra, de que forma os resultados dependeriam de factores como a geometria observacional e as flutuações sazonais?

Os investigadores consideraram três geometrias de observação – as duas vistas dos pólos e uma vista equatorial adicional – e concentraram-se nos dados registados em Janeiro e Julho para contabilizar as maiores variações sazonais.

Identificação bem-sucedida como planeta habitável

A principal conclusão do estudo é encorajadora. Se um telescópio espacial como o LIFE observasse o planeta Terra, encontraria sinais de um mundo temperado e habitável. A equipe conseguiu detectar concentrações dos gases atmosféricos CO₂ , água, ozônio e metano nos espectros infravermelhos da atmosfera terrestre, bem como condições superficiais que favorecem a ocorrência de água. A evidência da existência de ozono e metano é particularmente importante porque estes gases são produzidos pela biosfera terrestre.

Esses resultados são independentes da geometria de observação, como mostraram os pesquisadores. Esta é uma boa notícia, porque a geometria exata de observação para futuras observações de exoplanetas semelhantes à Terra será provavelmente desconhecida.

Ao comparar as flutuações sazonais, porém, o resultado foi menos revelador. “Mesmo que a sazonalidade atmosférica não seja fácil de observar, o nosso estudo mostra que as missões espaciais da próxima geração serão capazes de avaliar se os exoplanetas próximos, semelhantes à Terra, de clima temperado, são habitáveis ​​ou mesmo habitados”, diz Quanz.

Mais informações: Jean-Noël Mettler et al, Terra como um exoplaneta. III. Usando espectros empíricos de emissão térmica como entrada para a recuperação atmosférica de um exoplaneta gêmeo da Terra, The Astrophysical Journal (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad198b
Informações do diário: Jornal Astrofísico

Fornecido por ETH Zurique