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Planetas Goldilocks 'com uma inclinação' podem desenvolver uma vida mais complexa
Essa descoberta ajudará os cientistas a refinar a busca por vidas mais avançadas em exoplanetas. Esta pesquisa financiada pela NASA é apresentada na Goldschmidt Geochemistry Conference.
Por Conferência Goldschmidt - 09/07/2021


Impressão artística do exoplaneta, mostrando eixo de rotação inclinado (adaptado da imagem original da NASA). Crédito: NASA JPL

Os planetas inclinados em seus eixos, como a Terra, são mais capazes de desenvolver vidas complexas. Essa descoberta ajudará os cientistas a refinar a busca por vidas mais avançadas em exoplanetas. Esta pesquisa financiada pela NASA é apresentada na Goldschmidt Geochemistry Conference.

Desde a primeira descoberta de exoplanetas ( planetas orbitando estrelas distantes) em 1992, os cientistas têm procurado mundos que possam suportar vida. Acredita-se que, para sustentar até mesmo a vida básica, os exoplanetas precisam estar à distância certa de suas estrelas para permitir a existência de água líquida; a chamada "zona Cachinhos Dourados". No entanto, para uma vida mais avançada, outros fatores também são importantes, especialmente o oxigênio atmosférico .

O oxigênio desempenha um papel crítico na respiração, o processo químico que impulsiona o metabolismo da maioria dos seres vivos complexos. Algumas formas de vida básicas produzem oxigênio em pequenas quantidades, mas para formas de vida mais complexas, como plantas e animais, o oxigênio é fundamental. A Terra primitiva tinha pouco oxigênio, embora existissem formas básicas de vida.

Os cientistas produziram um modelo sofisticado das condições necessárias para que a vida na Terra seja capaz de produzir oxigênio. O modelo permitiu a entrada de diferentes parâmetros, para mostrar como as mudanças nas condições de um planeta podem alterar a quantidade de oxigênio produzida pela vida fotossintética.

A pesquisadora principal Stephanie Olson (Purdue University) disse: "O modelo nos permite mudar coisas como a duração do dia, a quantidade de atmosfera ou a distribuição da terra para ver como os ambientes marinhos e a vida produtora de oxigênio nos oceanos respondem."

"A inclinação maior aumentou a produção de oxigênio fotossintético no oceano em nosso modelo, em parte aumentando a eficiência com a qual os ingredientes biológicos são reciclados. O efeito foi semelhante a dobrar a quantidade de nutrientes que sustentam a vida."


Os pesquisadores descobriram que o aumento da duração do dia, a pressão superficial mais alta e o surgimento de continentes influenciam os padrões de circulação do oceano e o transporte de nutrientes associados de maneiras que podem aumentar a produção de oxigênio. Eles acreditam que essas relações podem ter contribuído para a oxigenação da Terra, favorecendo a transferência de oxigênio para a atmosfera à medida que a rotação da Terra diminuiu, seus continentes cresceram e a pressão na superfície aumentou com o tempo.

"O resultado mais interessante veio quando modelamos 'obliquidade orbital - em outras palavras, como o planeta se inclina ao girar em torno de sua estrela", explicou Megan Barnett, uma estudante graduada da Universidade de Chicago envolvida no estudo. Ela continuou, "A inclinação maior aumentou a produção de oxigênio fotossintético no oceano em nosso modelo, em parte aumentando a eficiência com a qual os ingredientes biológicos são reciclados. O efeito foi semelhante a dobrar a quantidade de nutrientes que sustentam a vida."
 
A esfera da Terra se inclina em seu eixo em um ângulo de 23,5 graus. Isso nos dá nossas estações, com partes da Terra recebendo mais luz solar direta no verão do que no inverno. No entanto, nem todos os planetas em nosso Sistema Solar são inclinados como a Terra: Urano está inclinado a 98 graus, enquanto Mercúrio não tem inclinação alguma. "Para efeito de comparação, a Torre Inclinada de Pisa inclina-se em cerca de 4 graus, então as inclinações planetárias podem ser bastante substanciais", disse Barnett.

Dr. Olson continuou "Há vários fatores a serem considerados ao se procurar vida em outro planeta. O planeta precisa estar à distância certa de sua estrela para permitir água líquida e ter os ingredientes químicos para a origem da vida. Mas nem todos os oceanos terão ser grandes hospedeiros para a vida como a conhecemos, e um subconjunto ainda menor terá habitats adequados para a vida progredir em direção à complexidade de nível animal. Pequenas inclinações ou sazonalidade extrema em planetas com inclinações semelhantes às de Urano podem limitar a proliferação de vida, mas modesta a inclinação de um planeta em seu eixo pode aumentar a probabilidade de desenvolver atmosferas oxigenadas que poderiam servir como faróis de vida microbiana e alimentar o metabolismo de grandes organismos. O resultado final é que mundos modestamente inclinados em seus eixos podem ter maior probabilidade de evoluir vida complexa. Isso nos ajuda a estreitar a busca por vida complexa, talvez até inteligente, no Universo. "

Timothy Lyons, distinto professor de biogeoquímica do Departamento de Ciências da Terra e Planetárias da Universidade da Califórnia, em Riverside, comentou: "A primeira produção biológica de oxigênio na Terra e seu primeiro acúmulo apreciável na atmosfera e nos oceanos são marcos na história da vida na Terra. Os estudos da Terra nos ensinam que o oxigênio pode ser uma das nossas bioassinaturas mais importantes na busca de vida em exoplanetas distantes. Com base nas lições aprendidas na Terra por meio de simulações numéricas, Olson e seus colegas exploraram uma gama crítica de seres planetários possibilidades mais amplas do que as observadas ao longo da história da Terra. É importante ressaltar que este trabalho revela como fatores-chave, incluindo a sazonalidade de um planeta, podem aumentar ou diminuir a possibilidade de encontrar oxigênio derivado de vida fora de nosso sistema solar.Esses resultados certamente ajudarão a orientar nossas buscas por essa vida. "

O professor Lyons não esteve envolvido neste trabalho.

 

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