Na busca por vida alienígena, nosso primeiro vislumbre de extraterrestres pode estar no arco-íris de cores vistas vindas da superfície de um exoplaneta.
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Essa é a idéia enganosamente simples por trás de um estudo liderado por Siddharth Hegde no Instituto Max Planck de Astronomia na Alemanha. Visto de anos-luz de distância, as plantas na Terra dão ao nosso planeta uma tonalidade distinta no infravermelho próximo, um fenômeno chamado borda vermelha. Isso porque a clorofila nas plantas absorve a maioria das ondas de luz visíveis, mas começa a se tornar transparente aos comprimentos de onda na extremidade mais vermelha do espectro. Um extraterrestre olhando para a Terra através de um telescópio poderia combinar essa cor refletida com a presença de oxigênio em nossa atmosfera e concluir que há vida aqui.
As plantas, no entanto, só existem há 500 milhões de anos - um relâmpago relativo na história de 4, 6 bilhões de anos do nosso planeta. Os micróbios dominaram o cenário por cerca de 2, 5 bilhões de anos no passado, e alguns estudos sugerem que eles irão governar a Terra novamente por muito do seu futuro. Então, Hegde e sua equipe reuniram 137 espécies de microorganismos que possuem diferentes pigmentos e que refletem a luz de maneiras específicas. Ao construir uma biblioteca de espectros de refletância dos micróbios - os tipos de cores que os bichinhos microscópicos refletem à distância -, os cientistas que examinam a luz de exoplanetas habitáveis podem ter uma infinidade de possíveis sinais a serem pesquisados, argumenta a equipe na revista Proceedings. da Academia Nacional de Ciências .
"Ninguém tinha olhado para a vasta gama de vida diversificada na Terra e perguntou como poderíamos identificar essa vida em outros planetas, e incluir a vida de ambientes extremos na Terra que poderia ser a 'norma' em outros planetas", Lisa Kaltenegger, um co-autor do estudo, diz via e-mail. "Você pode usá-lo para modelar uma Terra que seja diferente e tenha uma biota difundida diferente e veja como ela apareceria em nossos telescópios."
Para ter certeza de que eles têm diversidade suficiente, os pesquisadores analisaram os micróbios que vivem em clima temperado, bem como criaturas que vivem em ambientes extremos como desertos, fontes minerais, fontes hidrotermais ou áreas vulcanicamente ativas.
Embora possa parecer que a vida alienígena pode ter uma enorme variedade de formas - por exemplo, algo como a Horta de Star Trek baseada em silício - é possível reduzir as coisas se restringirmos a busca à vida como a conhecemos. Primeiro, qualquer forma de vida que seja à base de carbono e use água como solvente não vai gostar dos comprimentos de onda curtos da luz no ultravioleta, porque esse UV de alta energia pode danificar moléculas orgânicas. No outro extremo do espectro, qualquer molécula que as plantas alienígenas (ou seus análogos) usam para fotossintetizar não estará captando a luz que está muito longe do infravermelho, porque não há energia suficiente nesses comprimentos de onda mais longos.
Além disso, a luz infravermelha é difícil de ser vista através de uma atmosfera parecida com a da Terra, porque os gases bloqueiam muitas dessas ondas, e qualquer calor que o planeta emite abafará qualquer sinal da vida da superfície. Isso significa que os pesquisadores restringiram sua biblioteca às cores refletidas que podemos ver quando observamos os comprimentos de onda na parte visível do espectro, o maior comprimento de onda UV e infravermelho de ondas curtas.
A biblioteca não será muito útil se não pudermos ver as superfícies dos planetas em primeiro lugar, e é aí que entra a próxima geração de telescópios, diz Kaltenegger. O Telescópio Espacial James Webb, com previsão de lançamento em 2018, deve ser capaz de ver os espectros de atmosferas de exoplanetas relativamente pequenas e ajudar os cientistas a trabalhar suas composições químicas, mas não será capaz de ver nenhum espectro refletido de material na superfície . Felizmente, existem outros telescópios planejados que devem ser capazes de fazer o trabalho. O Telescópio Extremamente Grande Europeu, um instrumento de 40 metros no Chile, será concluído em 2022. E o Telescópio de Levantamento Infravermelho de Campo Largo da NASA, que é financiado e está em fase de projeto, deve estar em operação em meados da década de 2020.
Outra questão é se os processos geológicos ou químicos naturais podem parecer vida e criar um sinal falso. Até agora, os pigmentos das formas de vida parecem muito diferentes daqueles refletidos pelos minerais, mas a equipe também não examinou todas as possibilidades, diz Kaltenegger. Eles esperam fazer mais testes no futuro enquanto criam a biblioteca digital, que agora está on-line e gratuita para qualquer um explorar em biosignatures.astro.cornell.edu.
"Este catálogo nos permite expandir nosso espaço de pesquisa e nossa imaginação", diz Kaltenegger.
