Autores: Jack T. O’Malley-James and Lisa Kaltenegger
Instituição do primeiro autor: Carl Sagan Institute at Cornell University, Ithaca, USA
Status: Publicado in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, acesso aberto no arXiv
Estamos sozinhos? É talvez uma das perguntas mais profundas que nós humanos fazemos. Um aspecto ainda mais surpreendente dessa pergunta é que podemos estar vivendo no primeiro período da história em que é possível obter a resposta. Pesquisas recentes mostraram que nossa galáxia parece estar repleta de novos mundos a serem descobertos e um número crescente de mundos já conhecidos orbita dentro da zona habitável de sua estrela hospedeira, a região onde a água pode existir em forma líquida na superfície de um planeta. O planeta potencialmente habitável mais próximo está a pouco mais de quatro anos-luz de distância, orbitando a estrela Proxima Centauri. No entanto, embora a presença de água possa indicar que um planeta pode ser habitável, não é o mesmo que dizer que um planeta é habitado. Como temos poucas esperanças de visitar esses novos mundos em um futuro próximo, o melhor que podemos fazer é procurar por biosassinaturas atmosféricas – produtos químicos presentes na atmosfera de um planeta que sugerem a existência de vida passada ou presente, como por exemplo oxigênio, que existe em grandes proporções na atmosfera da Terra, porque é continuamente produzida pela vegetação. Agora, uma equipe de pesquisadores, liderada por Jack O’Malley-James no Instituto Carl Sagan de Cornell, descobriu uma maneira desconhecida de procurar vida no Universo – observando o brilho de organismos biofluorescentes desencadeados por explosões ultravioletas de estrelas anãs vermelhas (similares às explosões solares, porém podem ser mais frequentes e energéticas).
As anãs vermelhas, também conhecidas como anãs M, são o tipo mais comum de estrela na nossa Galáxia, representando 75% de todas as estrelas em nosso próprio bairro estelar. Elas são menores e mais frias que o Sol e tendem a ser muito mais ativas, especialmente enquanto são jovens. Suas zonas habitáveis estão localizadas muito mais próximas da estrela hospedeira do que no Sol, tornando relativamente mais fácil detectar planetas que orbitam nessas regiões. É provável que muitos dos primeiros planetas potencialmente habitáveis a serem estudados em detalhes com futuros instrumentos residam nas zonas habitáveis de tais estrelas e, portanto, os primeiros alvos na busca pela vida provavelmente estarão orbitando estrelas M como a vizinha Proxima Centauri, Ross-128, LHS-1140 e TRAPPIST-1.
As estrelas do tipo M que têm explosões frequentes banham periodicamente todos os planetas da zona habitável em altos níveis de radiação ultravioleta (UV) prejudicial, potencialmente destruindo qualquer vida na superfície do planetaa. A radiação UV causa efeitos nocivos quando absorvida por moléculas biológicas, como mutações. Em particular, o UV de comprimento de onda curto é o que causa maiores danos às células vivas. A camada de ozônio da Terra nos protege da pior radiação UV do Sol, mas nem todos os planetas têm a mesma sorte que o nosso. Muitos organismos na Terra também evoluíram para se proteger dos efeitos nocivos do UV de várias maneiras – vivendo no subsolo, vivendo debaixo d’água ou se cobrindo de pigmentos de proteção solar. Outras espécies, como certos corais submarinos e algumas espécies de peixes encontradas no Mar Vermelho e nas Bahamas, desenvolveram um mecanismo de defesa chamado biofluorescência fotoprotetora, onde pigmentos e proteínas particulares absorvem e convertem a radiação UV em verde e azul visível inofensivo, criando um belo brilho que não apenas protege o organismo contra danos, mas também pode ser detectado remotamente.
Os pesquisadores sugerem que a vida alienígena em alguns exoplanetas pode ter desenvolvido uma estratégia semelhante para se proteger de explosões frequentes. O brilho temporário da biofluorescência, desencadeado por explosões UV da estrela hospedeira, poderia iluminar o planeta e expor biosferas ocultas em mundos recém-descobertos. Em ambientes com alta radiação UV, os organismos biofluorescentes podem até evoluir para se espalhar e sua fluorescência ser eficiente o suficiente para produzir um sinal detectável por telescópios ligados à Terra.
Para testar essa teoria, a equipe analisou as emissões produzidas por pigmentos e proteínas comuns de corais e criou modelos de espectros para uma série de planetas hipotéticos semelhantes à Terra que orbitam estrelas ativas do tipo M. Eles examinaram os efeitos de diferentes características da superfície, a fração de cobertura de nuvens e a extensão da cobertura da superfície pelos organismos fluorescentes, a fim de determinar a detectabilidade dessas emissões e testar sua viabilidade como bioassinaturas da vida. Eles descobriram que, para o caso mais favorável de uma biosfera biofluorescente 100% eficiente e céu sem nuvens, o fluxo visível de um planeta semelhante à Terra poderia aumentar em uma ordem de magnitude, um grau de brilho que poderia ser observado na Terra com futuros telescópios grandes incorporando óptica adaptativa.
As atuais missões, como o TESS (The Transiting Exoplanet Survey Satellite), estão descobrindo um grande número de exoplanetas em zonas habitáveis em torno de estrelas anãs M próximas. Se esses organismos evoluírem em outros planetas e se cobrem uma área relativamente considerável da superfície de um planeta, a próxima geração de grandes telescópios terrestres, como o ELT no Chile, poderá detectar o brilho da biofluorescência, uma vez que se tornem operacionais nos próximos 10 a 20 anos. A detecção desse brilho, especialmente em resposta a explosões magnéticas da estrela, juntamente com a detecção de outros gases de bioassinatura, como o oxigênio, forneceriam evidências convincentes da existência de vida em outras partes do Universo.
Do original em inglês – Fluorescent Worlds: Searching for Lifeś Glow – por Jamie Wilson.
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