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Nova classe de exoplanetas habitáveis ​​representam um grande passo em frente na busca por vida
Os pesquisadores dizem que os resultados, relatados no The Astrophysical Journal , podem significar que encontrar bioassinaturas de vida fora do nosso Sistema Solar nos próximos dois ou três anos é uma possibilidade real.
Por Universidade de Cambridge - 26/08/2021


Os astrônomos identificaram uma nova classe de planetas habitáveis, apelidados de planetas 'Hycean' - planetas quentes cobertos pelo oceano com atmosferas ricas em hidrogênio - que podem representar um grande passo em frente na busca por vida em outro lugar. Crédito: Amanda Smith, Universidade de Cambridge

Uma nova classe de exoplaneta muito diferente da nossa, mas que poderia suportar vida, foi identificada pelos astrônomos, o que poderia acelerar muito a busca por vida fora do nosso Sistema Solar.

Na busca por vida em outros lugares, os astrônomos procuraram principalmente planetas de tamanho, massa, temperatura e composição atmosférica semelhantes aos da Terra. No entanto, astrônomos da Universidade de Cambridge acreditam que existem possibilidades mais promissoras por aí.

Os pesquisadores identificaram uma nova classe de planetas habitáveis, apelidados de planetas 'Hycean' - planetas quentes cobertos pelo oceano com atmosferas ricas em hidrogênio - que são mais numerosos e observáveis ​​do que planetas semelhantes à Terra.

Os pesquisadores dizem que os resultados, relatados no The Astrophysical Journal , podem significar que encontrar bioassinaturas de vida fora do nosso Sistema Solar nos próximos dois ou três anos é uma possibilidade real.

"Os planetas Hycean abrem um caminho totalmente novo em nossa busca por vida em outro lugar", disse o Dr. Nikku Madhusudhan, do Instituto de Astronomia de Cambridge, que liderou a pesquisa.

Muitos dos principais candidatos Hycean identificados pelos pesquisadores são maiores e mais quentes do que a Terra, mas ainda têm as características para hospedar grandes oceanos que poderiam suportar vida microbiana semelhante à encontrada em alguns dos ambientes aquáticos mais extremos da Terra.

Esses planetas também permitem uma zona habitável muito mais ampla, ou 'zona Cachinhos Dourados', em comparação com planetas semelhantes à Terra. Isso significa que eles ainda podem sustentar vida, embora estejam fora da faixa onde um planeta semelhante à Terra precisaria estar para ser habitável.

Milhares de planetas fora de nosso Sistema Solar foram descobertos desde que o primeiro exoplaneta foi identificado há quase 30 anos. A grande maioria são planetas entre os tamanhos da Terra e Netuno e são frequentemente chamados de 'super-Terras' ou 'mini-Netuno': eles podem ser predominantemente rochosos ou gigantes de gelo com atmosferas ricas em hidrogênio, ou algo entre eles.

A maioria dos mini-Neptunes tem 1,6 vezes o tamanho da Terra: menores do que Netuno, mas muito grandes para ter interiores rochosos como a Terra. Estudos anteriores desses planetas descobriram que a pressão e a temperatura abaixo de suas atmosferas ricas em hidrogênio seriam altas demais para suportar vida.

No entanto, um estudo recente sobre o mini-Netuno K2-18b pela equipe de Madhusudhan descobriu que, em certas condições, esses planetas poderiam suportar vida. O resultado levou a uma investigação detalhada sobre toda a gama de propriedades planetárias e estelares para as quais essas condições são possíveis, quais exoplanetas conhecidos podem satisfazer essas condições e se suas bioassinaturas podem ser observáveis.
 
A investigação levou os pesquisadores a identificar uma nova classe de planetas, planetas Hycean, com enormes oceanos de todo o planeta abaixo de atmosferas ricas em hidrogênio. Os planetas Hycean podem ser até 2,6 vezes maiores que a Terra e ter temperaturas atmosféricas de até quase 200 graus Celsius, mas suas condições oceânicas podem ser semelhantes às que conduzem à vida microbiana nos oceanos da Terra. Esses planetas também incluem mundos Hycean 'escuros' bloqueados pelas marés, que podem ter condições habitáveis ​​apenas em seus lados noturnos permanentes, e mundos Hycean 'frios' que recebem pouca radiação de suas estrelas.

Planetas desse tamanho dominam a população de exoplanetas conhecida, embora não tenham sido estudados com tantos detalhes quanto as superterras. Os mundos Hycean são provavelmente bastante comuns, o que significa que os lugares mais promissores para procurar vida em outras partes da Galáxia podem estar escondidos à vista de todos.

No entanto, o tamanho por si só não é suficiente para confirmar se um planeta é Hycean: outros aspectos como massa, temperatura e propriedades atmosféricas são necessários para a confirmação.

Ao tentar determinar como são as condições em um planeta a muitos anos-luz de distância, os astrônomos precisam primeiro determinar se o planeta está na zona habitável de sua estrela e, em seguida, procurar assinaturas moleculares para inferir a estrutura interna e atmosférica do planeta, que governar as condições da superfície, presença de oceanos e potencial para a vida.

Os astrônomos também procuram certas bioassinaturas que podem indicar a possibilidade de vida. Na maioria das vezes, são oxigênio, ozônio, metano e óxido nitroso, todos presentes na Terra. Existem também vários outros biomarcadores, como cloreto de metila e sulfeto de dimetila, que são menos abundantes na Terra, mas podem ser indicadores promissores de vida em planetas com atmosferas ricas em hidrogênio, onde oxigênio ou ozônio podem não ser tão abundantes.

"Essencialmente, quando procuramos por essas várias assinaturas moleculares, nos concentramos em planetas semelhantes à Terra, que é um lugar razoável para começar", disse Madhusudhan. "Mas achamos que os planetas Hycean oferecem uma chance melhor de encontrar vários traços de bioassinaturas."

"É emocionante que condições habitáveis ​​possam existir em planetas tão diferentes da Terra", disse a coautora Anjali Piette, também de Cambridge.

Madhusudhan e sua equipe descobriram que vários traços de biomarcadores terrestres que deveriam estar presentes nas atmosferas Hycean seriam prontamente detectáveis ​​com observações espectroscópicas em um futuro próximo. Os tamanhos maiores, as temperaturas mais altas e as atmosferas ricas em hidrogênio dos planetas Hycean tornam suas assinaturas atmosféricas muito mais detectáveis ​​do que os planetas semelhantes à Terra.

A equipe de Cambridge identificou uma amostra considerável de mundos Hycean potenciais que são os principais candidatos para estudos detalhados com telescópios de próxima geração, como o Telescópio Espacial James Webb (JWST), que deve ser lançado ainda este ano. Todos esses planetas orbitam estrelas anãs vermelhas entre 35-150 anos-luz de distância: próximos aos padrões astronômicos. As observações planejadas do JWST do candidato mais promissor, K2-18b, podem levar à detecção de uma ou mais moléculas de bioassinatura.

"Uma detecção de bioassinatura transformaria nossa compreensão da vida no universo", disse Madhusudhan. "Precisamos ser abertos sobre onde esperamos encontrar vida e que forma essa vida pode assumir, já que a natureza continua a nos surpreender de maneiras muitas vezes inimagináveis."

 

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