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Os astrônomos agora descobrem rotineiramente planetas orbitando estrelas fora do Sistema Solar – eles são chamados de exoplanetas.
Mas no verão de 2022 no hemisfério norte, as equipes que trabalhavam no Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da Nasa encontraram alguns planetas particularmente interessantes orbitando nas zonas habitáveis de suas estrelas-mães.
Um planeta é 30% maior que a Terra e orbita sua estrela em menos de três dias. O outro é 70% maior que a Terra e pode abrigar um oceano profundo. Esses dois exoplanetas são super-Terras – mais massivos que a Terra, mas menores que gigantes gelados como Urano e Netuno.
Sou professor de astronomia que estuda núcleos galácticos, galáxias distantes, astrobiologia e exoplanetas. Acompanho de perto a busca por planetas que possam abrigar vida.
A Terra ainda é o único lugar no universo que os cientistas sabem que abriga vida. Parece lógico focar a busca por vida em clones da Terra – planetas com propriedades próximas às da Terra. Mas a pesquisa mostrou que a melhor chance que os astrônomos têm de encontrar vida em outro planeta é provavelmente em uma super-Terra semelhante às achadas recentemente.
Comum e fácil de encontrar
A maioria das super-Terras orbita estrelas anãs frias, que têm massa mais baixa e vivem muito mais que o Sol. Existem centenas de estrelas anãs frias para cada estrela como o Sol, e os cientistas descobriram super-Terras orbitando 40% das anãs frias que observaram. Usando esse número, os astrônomos estimam que existem dezenas de bilhões de super-Terras em zonas habitáveis onde a água líquida pode existir apenas na Via Láctea. Como toda a vida na Terra usa água, acredita-se que a água seja fundamental para a habitabilidade.
Com base nas projeções atuais, cerca de um terço de todos os exoplanetas são super-Terras, o que os torna o tipo mais comum de exoplaneta na Via Láctea. O mais próximo fica a apenas seis anos-luz de distância da Terra. Você pode até dizer que nosso Sistema Solar é incomum, pois não possui um planeta com massa entre a da Terra e Netuno.
Outra razão pela qual as super-Terras são alvos ideais na busca por vida é que elas são muito mais fáceis de detectar e estudar do que planetas do tamanho da Terra. Existem dois métodos que os astrônomos usam para detectar exoplanetas. Um procura o efeito gravitacional de um planeta em sua estrela-mãe e o outro procura um breve escurecimento da luz de uma estrela à medida que o planeta passa na frente dela. Ambos os métodos de detecção são mais fáceis com um planeta maior.
Super-Terras são super-habitáveis
Há mais de 300 anos, o filósofo alemão Gottfried Wilhelm Leibniz argumentou que a Terra era o “melhor de todos os mundos possíveis”. O argumento de Leibniz pretendia abordar a questão de por que o mal existe, mas os astrobiólogos modernos exploraram uma questão semelhante perguntando o que torna um planeta hospitaleiro para a vida. Acontece que a Terra não é o melhor de todos os mundos possíveis.
Devido à atividade tectônica da Terra e às mudanças no brilho do Sol, o clima mudou ao longo do tempo de um oceano fervente para um frio congelante em todo o planeta. A Terra tem sido inabitável para humanos e outras criaturas maiores durante a maior parte de sua história de 4,5 bilhões de anos. Simulações sugerem que a habitabilidade em longo prazo da Terra não era inevitável, mas uma questão de sorte. Os humanos são literalmente sortudos por estarem vivos.
Os pesquisadores elaboraram uma lista dos atributos que tornam um planeta muito propício à vida. Planetas maiores são mais propensos a ser geologicamente ativos, uma característica que os cientistas pensam que promoveria a evolução biológica. Assim, o planeta mais habitável teria aproximadamente o dobro da massa da Terra e seria entre 20% e 30% maior em volume. Também teria oceanos rasos o suficiente para que a luz estimulasse a vida até o fundo do mar e uma temperatura média de 25 graus Celsius. Teria uma atmosfera mais espessa que a da Terra que atuaria como uma manta isolante. Finalmente, tal planeta orbitaria uma estrela mais velha que o Sol para dar à vida mais tempo para se desenvolver, e teria um forte campo magnético que o protege contra a radiação cósmica. Os cientistas pensam que esses atributos combinados tornarão um planeta super-habitável.
Por definição, as super-Terras têm muitos dos atributos de um planeta super-habitável. Até o momento, os astrônomos descobriram duas dúzias de exoplanetas do tipo super-Terra que são, se não o melhor de todos os mundos possíveis, teoricamente mais habitáveis que a Terra.
Recentemente, houve uma adição interessante ao inventário de planetas habitáveis. Os astrônomos começaram a descobrir exoplanetas que foram ejetados de seus sistemas estelares, e pode haver bilhões deles vagando pela Via Láctea. Se uma super-Terra for ejetada de seu sistema estelar e tiver uma atmosfera densa e superfície aquosa, poderá sustentar a vida por dezenas de bilhões de anos, muito mais do que a vida na Terra poderia persistir antes que o Sol morra.
Detectando vida em super-Terras
Para detectar vida em exoplanetas distantes, os astrônomos procurarão bioassinaturas, subprodutos da biologia detectáveis na atmosfera de um planeta.
O Telescópio Espacial James Webb da Nasa foi projetado antes de os astrônomos descobrirem exoplanetas, então o telescópio não é otimizado para pesquisa de exoplanetas. Mas é capaz de fazer parte dessa ciência e está programado para observar duas super-Terras potencialmente habitáveis em seu primeiro ano de operações. Outro conjunto de super-Terras com oceanos maciços descobertos nos últimos anos, bem como os planetas descobertos neste verão, também são alvos atraentes para o James Webb.
Mas as melhores chances de encontrar sinais de vida em atmosferas de exoplanetas virão com a próxima geração de telescópios gigantes terrestres: o Extremely Large Telescope (ELT), de 39 metros, o Thirty Meter Telescope e o Giant Magellan Telescope de 25,4 metros. Esses telescópios estão todos em construção e devem começar a coletar dados até o final da década.
Os astrônomos sabem que os ingredientes para a vida estão lá fora, mas habitável não significa habitado. Até que os pesquisadores encontrem evidências de vida em outros lugares, é possível que a vida na Terra tenha sido um acidente único. Embora existam muitas razões pelas quais um mundo habitável não teria sinais de vida, se, nos próximos anos, os astrônomos olharem para essas super-Terras super-habitáveis e não encontrarem nada, a humanidade pode ser forçada a concluir que o universo é um lugar solitário.
* Chris Impey é professor emérito de Astronomia na Universidade do Arizona (EUA).
