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CONCURSO

ASTROBIOLOGIA - OUTROS

MUNDOS, OUTRAS VIDAS

TEMA B:

EM BUSCA DE VIDA PARA

ALÉM DA TERRA

Lisboa, Março de 2011 CONCURSO

“ ASTROBIOLOGIA: OUTROS

MUNDOS, OUTRAS VIDAS”

EM BUSCA DE VIDA PARA

ALÉM DA TERRA

Trabalho realizado por:

Carolina Almeida Duarte, E.S. Rainha D. Leonor

Gonçalo Bonifácio Vítor, E.S. D. Pedro V

Professora Responsável:

Fernanda Maria do Rosário

“Somewhere, something incredible is waiting to be known.”

Lisboa, Março de 2011

1

ÍNDICE

INTRODUÇÃO ........................................................................................................................... 1

A QUÍMICA DA VIDA ................................................................................................................. 2

O CONCEITO DE ZONA HABITÁVEL .......................................................................................... 3

UM PONTO AZUL CHAMADO TERRA ........................................................................................ 5

VIDA NAS REDONDEZAS .......................................................................................................... 6

QUANDO A BUSCA → ∞ ........................................................................................................... 9

VIDA INTELIGENTE EM SINTONIA ........................................................................................... 12

CONCLUSÃO .......................................................................................................................... 14

BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................ 14

INTRODUÇÃO

A pergunta já atravessou múltiplas gerações, diferentes perspectivas, complexas

fronteiras do pensamento humano e parece ainda carecer de resposta conclusiva, mesmo

dado o galgar estonteante da escala do conhecimento. Afinal de contas, estaremos sós à

deriva num oásis de vida ou simplesmente alheados de uma biodiversidade universal?

A procura de vida fora do Planeta Azul tem vindo a ser uma constante materializada,

nos últimos tempos, em conclusões de grande reconhecimento científico. A este propósito

vem a descoberta de astros promissores no que respeita à habitabilidade, alguns

proibitivamente longínquos, outros suficientemente próximos para que se sucedam as

explorações directas das suas características.

Não sendo a vida um conceito fácil de definir e estando os seus actuais pressupostos

básicos confinados unicamente à realidade da Terra, o que se espera desta intensa

procura? É necessário, antes de mais, ter a mente aberta a possibilidades perfeitamente

inesperadas neste ramo da Astrobiologia. Por outro lado, é fundamental ter ideias

assentes sobre os mecanismos bioquímicos e as características físicas que presidem à

realidade terrestre, por forma a identificar manifestações análogas noutros corpos

celestes, bem como prever alternativas teóricas plausíveis.

É imperativo, em suma, saber reconhecer manifestações de cariz biológico e, acima de

tudo, saber onde as procurar. Aqui reside o objectivo primordial do presente trabalho: os

alvos fora e dentro do Sistema Solar sucedem-se e urge seguir de perto a evolução das

descobertas. Um qualquer planeta, hoje desconhecido e errante, pode acolher vida, talvez

até macroscópica, facto que tocaria não um só homem, mas a Humanidade inteira.

2

“Then I will tell you a great secret. Perhaps the greatest of them all.

[…] We are starstuff. We are the universe made manifest, trying to figure

itself out. And as we have both learned, sometimes the Universe requires

a change of perspective" J. Michael Straczynski

A QUÍMICA DA VIDA

→ O CARBONO E A VIDA

A definição de vida não é consensual, pelo que os limites da sua abrangência também

o não são. Face a tais indeterminações, a tendência é para uma aproximação à realidade

presenciada no Planeta Azul.

A grande maioria dos elementos químicos tem origem na nucleossíntese estelar, mas

apesar da origem comum, apenas um pequeno grupo se destaca no desenvolvimento da

vida como é dada ao Homem a conhecer - são elementos como o Carbono, Azoto,

Hidrogénio e Oxigénio e, em menor escala, outros como o Fósforo e o Enxofre, uma vez

que fazem parte da constituição da água e/ou dos principais tipos de biomoléculas (ácidos

nucleicos - DNA e RNA, lípidos, proteínas e glícidos).3

Do referido grupo é ainda plausível uma distinção, por ser a base de todas formas de

vida conhecidas actualmente - o Carbono.7

→ BIOQUÍMICAS ALTERNATIVAS

É um imperativo, na descoberta de formas de vida noutros corpos celestes que não a

Terra, saber o que procurar, tanto a nível dos elementos como mais especificamente de

manifestações químicas típicas da vida. Existe um pressuposto defendido por alguns

cientistas, o chauvinismo do Carbono, segundo o qual a vida presente em todo o Universo

tem de ter como base este elemento.3 Contudo, a Ciência tem demonstrado ser pródiga

em surpresas: a descoberta de extremófilos na Terra tem vindo a alargar a compreensão

dos limites da vida, dilatando o leque de informações sobre a adaptabilidade e evolução

dos organismos. O exemplo mais recente, divulgado pela NASA, foi a evidência de uma

bactéria capaz de substituir o Fósforo por Arsénico nos seus processos metabólicos.7

Assim, a ausência de provas que justifiquem ser o Carbono a única base possível para

a vida deixa antever as designadas bioquímicas alternativas. Mais que as condições

ambientais encontradas noutros astros, tal descoberta representaria o maior dos factores

de multiplicidade e diversidade da vida.4

→ O CASO DO SILÍCIO

Existem algumas propostas neste ramo que poderão vir a afirmar-se como realidade

noutros planetas ou luas do Sistema Solar e mais além. Algumas das bioquímicas que têm

vindo a ser propostas são a do Boro, do Azoto e Fósforo, do Enxofre e do Silício.1

3

“„This porridge is too hot!‟(…)„This porridge is to cold‟, she said. So, she

tasted the last bowl of porridge: „Ahhh, this porridge is just right‟, she said

happily and she ate it all up” R.Southey, in Goldilocks and The Three Bears

Actualmente, esta última é considerada uma das

mais válidas hipóteses, dadas as semelhanças

entre os átomos de Silício e Carbono.1 Para além do

mesmo número de electrões de valência,

possibilitando uma multiplicidade de ligações, sabe-

se que o Silício exerce também funções estruturais

relevantes em algumas espécies como Actinomma

sp (fig.1).5 Há, contudo, entraves a esta proposta

teórica, como a baixa energia associada às ligações

Si-Si, o que implica uma maior dificuldade na

formação de longas cadeias.1

Assim, e em suma, os dados não ditam uma total impossibilidade da existência destas

bioquímicas alternativas na Terra como noutro qualquer planeta. Ponto assente é que

nenhum organismo vivo descoberto tem por base outro elemento químico que o Carbono.3

O CONCEITO DE ZONA HABITÁVEL

Também conhecida por zona de Goldilocks, por inspiração de uma história para

crianças, a zona habitável de uma estrela diz respeito às regiões privilegiadas para que,

num dado corpo celeste que orbite a mesma, seja plausível encontrar condições

favoráveis à vida, como água no estado líquido.3 Factores como a estabilidade do sistema

planetário, estado de evolução, idade e tipo espectral da estrela, distância do planeta à

mesma e respectiva atmosfera e magnetosfera são cruciais no delinear deste conceito.1

O despoletar da vida exige uma conjugação de parâmetros favoráveis traduzidos pela

noção de habitabilidade: se um planeta respeita tais condições então, aos olhos da Ciência

actualmente, será mais provável a sua actividade a nível biológico.3

A energia é um imperativo da vida, sendo, no caso dos sistemas planetários,

maioritariamente fornecida pela estrela central dos mesmos, embora também possa surgir

por outros processos, como a desintegração radioactiva.7 Deste modo, urge rever algumas

características estelares, nomeadamente:

→ A massa da estrela, da qual intrinsecamente depende a sua evolução: quanto mais

massiva a estrela, maior será a luminosidade e menor o seu tempo de vida. As estrelas

tendem a incrementar a sua luminosidade, propiciando o deslocamento da zona habitável.

Fig 1 – Actinomma sp, cuja estrutura esquelética à base de silíca (SiO2) tem

alimentado o debate sobre bioquímicas alternativas.

5

4

→ A temperatura da estrela, parâmetro dependente da taxa de produção energética, via

reacções nucleares. Estrelas com menor temperatura têm, logicamente, uma zona

habitável mais próxima.1

Através da luminosidade bolométrica de uma dada estrela e sabendo que o fluxo da

mesma varia de forma inversa ao quadrado da distância é possível estimar as fronteiras de

uma zona habitável.1 É fundamental ter em conta, todavia, que

esses limites não são absolutos: como já referido, a

luminosidade de uma estrela varia ao longo do tempo,

originando um deslocamento da zona habitável. Para que

um dado planeta possa albergar vida é necessário, por

isso, que se mantenha dentro das fronteiras da

habitabilidade durante tempo suficiente para que o

processo de evolução biológica ocorra.1 Foi o caso da

Terra: no Sistema Solar, a zona habitável sempre incluiu a

sua órbita, embora a posição desta se tenha alterado (ver

fig.2), situando-se hoje a uma distância de 130 a 225

milhões de quilómetros do Sol.3

Podem existir, num sistema planetário, outras zonas habitáveis não relacionadas com a

estrela central, como é o caso de alguns satélites dos designados planetas gigantes. Para

que tal seja possível, é necessário que o satélite seja suficientemente grande, sendo

aquecido pelo planeta que orbita pelo processo de aquecimento por maré (tidal

heatinga),

1que lhe fornece energia.

1 O planeta gigante, por seu turno, deve estar a uma

distância considerável da estrela que orbita, possuindo um campo magnético

suficientemente forte para proteger o satélite de partículas energéticas.3 É de salientar que

tal fenómeno ocorre no Sistema Solar entre Júpiter e as suas luas galileanas, por exemplo.

Por outro lado, é plausível alargar a definição de zona habitável além do que acontece

nos sistemas planetários: afinal, também dentro de uma galáxia existem zonas

preferenciais para o desenvolvimento da vida. Devido ao gradiente de elementos pesados,

maior no centro de uma qualquer galáxia, e dada a necessidade dos mesmos para uma

evolução biológica análoga à conhecida, um sistema planetário deve estar suficientemente

perto do centro galáctico.3 Há, contudo, outros factores a ter em conta: uma localização

excessivamente central é sinónima de perturbações causadas pela proximidade de outras

estrelas, pelas explosões de supernovas ou mesmo por eventuais buracos negros no seu

centro, cuja emissão de radiação energética destruiria as moléculas necessárias à vida.1

aTidal Heating - consiste no aquecimento por fricção do interior de um satélite natural devido à flexão

causada pela força gravitacional do planeta primário e dos eventuais satélites vizinhos.

Fig 2 – A Zona Habitável no Sistema Solar actualmente (a sombreado) e à

4600 M.a (a ponteado).3

5

“We succeeded in taking that picture [from deep space], and, if you

look at it, you see a dot. That's here. That's home. That's us. On it,

everyone you ever heard of, every human being who ever lived, lived out

their lives.” Carl Sagan

UM PONTO AZUL CHAMADO TERRA

O desenvolvimento, num dado planeta, de vida baseada no Carbono exige condições

concretas de estabilidade. É expectável, portanto, que as zonas habitáveis e as

características físicas planetárias surjam em primeiro plano.3 Assim, sublinhando as ideias

referidas no capítulo anterior, o nível de radiação energética deve ser baixo, garantindo

que eventuais moléculas orgânicas não sejam destruídas e, por outro lado, o planeta deve

estar posicionado em relação à sua estrela de tal maneira que esteja no seio da zona

habitável da mesma durante tempo suficiente para o desenvolvimento da vida.1

Focando as condições próprias do planeta, é necessária também a estabilidade das

suas características físicas: a superfície deve ser estável e sólida (a actividade geológica

poderá ser um bom indicador), e a inclinação e excentricidade da órbita não

excessivamente elevadas. No que respeita à aceleração da gravidade à superfície, esta

não deve ser nem muito grande, o que resultaria numa pressão extrema, nem muito baixa,

o que revelaria também a incapacidade de reter atmosfera significativa. A estabilidade da

órbita é igualmente relevante, devendo esta ser o mais livre possível de outros objectos

celestes - no caso de planetas mais pequenos, a presença de gigantes gasosos no mesmo

sistema planetário permite desviar a maioria dos asteróides de rota, atraindo-os ou

fragmentando-os, fenómeno que ocorre no Sistema Solar.1

Actualmente, o Planeta Azul é o único em que depositamos certezas sobre a existência

de vida, pelo que é essencial rever as suas próprias características de estabilidade:

• A distância média da Terra ao Sol é 1 UA (insere-se na zona habitável do Sistema

Solar), facto que permite a existência de água à superfície nos três estados físicos;3

• Apresenta uma massa moderada de cerca de 5,97x1024

kg, o que lhe permite reter

atmosfera significativa, responsável, entre outros, pela protecção face a meteoróides;3

• Os principais constituintes da atmosfera actual são: azoto (78,09%), vapor de água

(1%),árgon (0,039%), oxigénio (20,95%) e dióxido de carbono (0,039%).2 Estes dois

últimos têm importância capital em processos como a fotossíntese e a respiração aeróbia;

• Fundamentalmente devido ao dióxido de carbono e vapor de água, responsáveis pelo

efeito de estufa, a temperatura média à superfície do planeta é da ordem dos 14ºC e a

amplitude térmica insere-se dentro dos limites adequados à vida;2

• Na estratosfera, a camada de ozono actua como um filtro da radiação UV-B e UV-C

provenientes do Sol, protegendo os seres vivos;2

6

“We are the miracle of force and matter making itself over into

imagination and will. Incredible. The Life Force experimenting with

forms. You for one. Me for another. The Universe has shouted

itself alive. We are one of the shouts” Ray Bradbury

• O calor interno da Terra está na génese de correntes de convecção no núcleo

externo, cuja interacção com o núcleo interno produz um mecanismo de dínamo

responsável pelo campo magnético dipolar, que constitui um escudo protector do planeta:

sem a sua presença, o vento solar incidiria livremente sobre a superfície.3

→ A HIPÓTESE DE GAIA

Segundo o pensamento mais tradicional foram estas as condições essenciais que

permitiram a existência de vida na Terra. Apenas uma semelhante dinâmica conjunta

poderia despoletar um desenvolvimento biológico análogo ao verificado, mas a

consonância de tais factores tem vindo a revelar-se rara.

Considerando a perspectiva da Hipótese de Gaia, contudo, as características físicas e

químicas no planeta ajustam-se activamente tendo por objectivo a criação das condições

mais favoráveis à vida, isto é, a biosfera e os componentes físicos da Terra estão

intimamente integrados de modo a formar um sistema complexo que mantém as condições

climáticas e biogeoquímicas em homeostase.1

A adopção da perspectiva descrita pode, num dado sentido, desmistificar a

necessidade de existência de condições tão específicas como as referidas para explicar a

vida na Terra, traduzindo uma relação entre ambiente e vida ao longo da evolução.1 Na

verdade, as características primordiais do nosso planeta, quando foi formado à cerca de

4600 M.a, não favoreciam a multiplicidade de vida que hoje conhecemos: um longo

processo de transformação teve por consequência a biodiversidade e equilíbrio actuais.2

VIDA NAS REDONDEZAS

É com base nas características descritas nos capítulos anteriores – a título de exemplo:

elementos presentes e respectiva abundância relativa, temperatura, presença de

atmosfera, hidrosfera e magnetosfera – que é possível avaliar, numa primeira instância, a

probabilidade de um dado corpo celeste albergar vida.3 Naturalmente os residentes no

Sistema Solar, sendo candidatos mais próximos, têm vindo a ser alvo de intensas

pesquisas, justificando um conhecimento mais detalhado sobre as suas condições.

Analisaremos, assim, os casos mais mediáticos: Marte, Europa, Enceladus e Titã.

7

→ MARTE, O PLANETA VERMELHO

Possui atmosfera, constituída essencialmente por dióxido de carbono (95%), azoto (3%)

e árgon (2%), contudo a sua densidade é bastante reduzida – cerca de 1% em relação à

da Terra. Uma das consequências deste facto é a ausência de uma camada de ozono, ou

outra análoga, que proteja a superfície da radiação nociva e a baixa pressão atmosférica.2

Por outro lado, a distância ao Sol (1,52 UA) e o reduzido efeito de estufa implicam uma

extensa gama de temperaturas reduzidas, variando estas entre os -140˚C e os 15˚C. Ao

nível da dinâmica geológica, Marte é hoje um planeta inactivo, mas esteve longe de o ser

no passado. De facto foi identificada, através da medição da magnetização das rochas, a

alternância de material com diferentes polaridades, indiciando a actividade tectónica.7

Extintos tais mecanismos, reside nos pontos quentes (hotspots), a esperança de

vulcanismo actual, o que representaria um excelente local para a vida de extremófilos.

Mesmo dado o panorama geral, a crescente exploração do planeta tem permitido a

descoberta de factores positivos na sua fisionomia. Destacam-se, assim, quatro aspectos:

- As aparentes “Redes Hidrográficas”:

Inúmeras observações sugerem que grandes quantidades de água correram a

superfície de Marte, formando estruturas fluviais semelhantes às da Terra: há evidência de

sedimentos depositados em deltas e milhares de vales com potencial associação a rios.

Alguns estudos apontam a existêcia passada de um oceano, que teria coberto mais de um

terço da superfície marciana, à cerca de 3,5 mil milhões de anos.7 Actualmente, apenas se

estima a existência de água a nível do subsolo, existindo indícios de que esta possa fluir

esporadicamente para a superfície, como patente nas fotografias tiradas pela Mars Global

Surveyor que mostram a formação de um depósito de sedimentos, possivelmente devido à

escorrência superficial (ver fig 3).3

Existem ainda outros factores a ter em conta, nomeadamente a presença de ripple

marks e nódulos de hematite, descobertas que indiciam a existência de água no passado.2

Fig 3 – Um mesmo rego em Marte, fotografado pela Mars Global Surveyor em momentos distintos (2001 e 2005) e divulgado pela NASA.

3

8

- A emissão de Metano

A evidência de emissões de Metano em Marte implica actividade a nível geológico e/ou

biológico. Actualmente, pensa-se que este gás, estando centralizado em focos geográficos

pontuais, origina plumas cuja concentração pode atingir a ordem das 0,06 ppm (V/V).3 A

fugacidade das mesmas indicia um ritmo de produção elevado e as respostas recaem no

escape de grandes quantidades de clatratos enterrados, em manifestações de cariz

vulcânico ou na síntese deste gás por parte de micróbios existentes no subsolo: afinal, na

Terra cerca de 90% do Metano atmosférico tem origem na actividade dos seres vivos.2

- O Meteorito ALH84001 e a Missão Viking

Encontrado na Antártida, o meteorito proveniente de Marte ficou célebre pelos alegados

fósseis de microorganismos nele presentes. Analogamente, as sondas Viking levaram a

cabo experiências em solo marciano, tendo também obtido numa delas evidências da

existência de actividade biológica neste local: presença de moléculas orgânicas.3 Contudo,

os resultados de ambas as investigações foram amplamente contestados, dados os

índicios de contaminação das amostras.1 O tema permanece, deste forma, em debate.

→ ENCELADUS, O SATÉLITE CRIOVULCÂNICO

Com apenas 500 km de diâmetro, esta lua de Saturno

representa uma das maiores esperanças na procura de

vida.2 A descoberta da sonda Cassini, de plumas gasosas

a emergir do pólo sul (fig. 4), têm vindo a ser associadas a

manifestações geológicas (num mecanismo semelhante

aos géisers), relegando para segundo plano a existência

de condições extremas como uma temperatura de -201˚C.7

Afinal, tal fenómeno pressupõe uma fonte de energia

interna, possivelmente despoletada pelo mecanismo de

tidal heating, o que poderia proporcionar a habitabilidade

desses locais: para além do fornecimento energético e da libertação de alguns elementos

essenciais, como carbono, oxigénio e hidrogénio, o elevado gradiente geotérmico

possibilitaria a existência de água, quase certa na fase sólida, no estado líquido.2 Este

poderia ser o local ideal para albergar, pelo menos, a vida dos extremófilos.

→ EUROPA, A LUA IMACULADA

É um dos mais brilhantes satélites do Sistema Solar, consequência da elevada

reflectividade de uma superfície jovem e anormalmente imaculada no que respeita a

Fig 4 – Plumas gasosas em

Enceladus, descobertas pela Cassini.

7

9

“A philosopher once asked 'Are we human because we

gaze at the stars, or do we gaze at them because we are

human?' Pointless really. But do the stars gaze back?”

Matthew Vaughn

impactes meteoríticos. Abaixo desta pequena camada gelada reside, ao que se pensa, um

oceano de água líquida com um volume aproximadamente duplo da água de todos os

oceanos terrestres.1 Por outro lado, uma vez que a temperatura estimada para a superfície

ronda os -180˚C, a fonte de energia associada ao caso poderá ser o mecanismo de tidal

heating.3 Em suma, e apesar da quantidade relativa dos elementos essenciais não ser

ainda um dado fiável para este satélite, o extenso e provável oceano a nível do subsolo faz

de Europa um dos mais promissores locais para uma possível existência de vida.

→ TITÃ, A IMPERATRIZ LUNAR DAS ATMOSFERAS

É a maior lua de Saturno e a única no Sistema Solar com uma atmosfera densa (a

pressão atmosférica chega a ser 60% superior à da Terra) composta por azoto e, entre

outros, metano e etano.2 Muito embora a sua baixa temperatura, sendo a superfície

gelada, muitos dos fenómenos ocorridos neste astro encontram paralelo com a realidade

terrestre, deixando antever a possível existência de vida. Destaque-se, assim, o seu ciclo

de metano, análogo ao ciclo hidrológico terrestre, bem como a semelhança entre a actual

constituição atmosférica desta lua e aquela que presidiu aos primórdios do Planeta Azul.7

Há ainda evidência de actividade envolvendo numerosos compostos típicos da química

pré-biótica, possivelmente formados num oceano profundo através da hidrólise de material

recebido por acreção de condritos durante a formação de Titã.7

QUANDO A BUSCA → ∞

A procura de vida para além da Terra não se restringe somente ao Sistema Solar, mas

a toda a Via Láctea. A detecção desses candidatos extra-solares, os exoplanetas, é o

primeiro passo de uma busca tão alargada quanto os limites tecnológicos hoje permitem.

Naturalmente que a localização de tais planetas se revela bastante difícil, dadas as

enormes distâncias a que se encontram. Desta forma, a grande maioria dos mesmos é

observada através de métodos indirectos, que analisam a influência da sua presença

noutros corpos celestes maiores, como a estrela mais próxima. Eis alguns exemplos:

• Interferometria e Astrometria: o primeiro método consiste na combinação de

imagens do mesmo astro, por forma a criar uma interferência que elimina a sua luz. Com o

tempo surgem na imagem ténues pontos luminosos em redor da estrela observada, os

10

planetas.4 Já a Astrometria, permite detectar pequenas oscilações na posição de uma

estrela, causadas pelos corpos que a orbitam.4

• Espectroscopia Doppler: consiste na

identificação de variações no comprimento de

onda da luz emitida por uma estrela,

causadas pela variação contínua da sua

velocidade radial. Estas alterações resultam

da interacção gravítica da estrela com outros

corpos que orbitam o mesmo centro de

massa, evidenciando a possível existência de

outros planetas, caso se verifique alguma

periodicidade na análise do espectro de

emissão da estrela (ver fig. 5).8

• Trânsitos Planetários: este método consiste

em medir a variação da luminosidade causada por

um planeta quando transita diante da sua estrela

hospedeira (fig. 6). Esta técnica apenas resulta

para planetas cujos planos orbitais estejam

alinhados com a linha de visão do observador.8

→ NOVOS SISTEMAS PLANETÁRIOS E EXOPLANETAS CONHECIDOS

Há medida que são descobertos cada vez mais sistemas compostos por exoplanetas,

urge catalogá-los e comparar as suas características com a nossa própria realidade, a

única de que temos conhecimento aprofundado. Tal comparação tem em conta não só o

número de planetas do sistema, como a sua massa e posição relativa à estrela central.

A maioria dos sistemas planetários descobertos contém planetas gigantes, muitos

orbitando próximo da sua estrela (Júpiteres quentes). Contudo, também já foram

idenficados sistemas semelhantes ao nosso, alguns com planetas promissores,

semelhantes à Terra.4 Ao todo, são já mais de 400, pelo que urge analisar alguns casos:

• Gliese 581 c: orbitando uma anã vermelha a cerca de 20,5 anos-luz, este é um dos

mais promissores exoplanetas descobertos, uma vez que reside na zona habitável, tendo

uma temperatura efectiva estimada entre 0˚C e 40˚C. Com cerca de 1,5 vezes o raio do

Planeta Azul e aproximadamente 5,6 vezes a sua massa, esta Super-Terra é também

famosa por ser de natureza rochosa, sendo possivelmente coberta por extensos oceanos.4

Fig 5 – Medindo a periodicidade e amplitude das variações de velocidade radial é possível determinar

a órbita e massa do exoplaneta.8

Fig 6 – Decréscimo da luminosidade da estrela em função da posição do planeta.

8

11

• Gliese 581 d: inicialmente pensado fora da zona habitável do seu sistema planetário,

novos estudos consideraram que este exoplaneta se encontra no limite desta região

teórica propícia à vida.7 É uma Super-Terra com cerca de 6 vezes a massa do nosso

planeta e, embora a sua temperatura efectiva pareça ser demasiado baixa, um eventual

efeito de estufa considerável poderia tornar plausível a existência de água líquida à

superfície.4

• Gliese 581 g: pertencente ao mesmo sistema planetário dos dois exoplanetas

anteriores, esta Super-Terra é um dos candidatos longínquos mais credíveis a albergar

vida. Encontra-se perfeitamente inserida na zona habitável, possuindo entre 3 a 4 vezes a

massa da Terra e cerca de 1,3 vezes o seu raio. Embora a temperatura média estimada

seja da ordem dos -30˚C, a eventual existência de atmosfera poderia colmatar tal

circunstância.4 Mas o mais interessente no Gliese 581 g é o facto de apresentar sempre a

mesma face para a estrela hospedeira (mecanismo de tidal locking), pelo que a

temperatura na zona iluminada pode fazer da mesma um excelente local para a vida.7

→ PLANETAS GIGANTES E EXOLUAS

Até agora abordámos o caso das Super-Terras por serem, dentro dos exoplanetas

descobertos, aqueles que mais se assemelham ao Planeta Azul. Apesar das inúmeras

descobertas dos últimos tempos, os dados sobre estes novos mundos são escassos,

sendo raros os astros que parecem apresentar condições plausíveis à vida. Uma vez que

a grande parte dos exoplanetas encontrados se encaixam no perfil de gigantes gasosos,

alguns deles na categoria dos Júpiteres Quentes, um dos objectivos próximos nesta área

será determinar possíveis exoluas orbitanto em redor dos mesmos: planetas como 55

Cancri f ou aqueles descobertos no sistema de Upsilon Andromeda residem dentro da

zona habitável, sendo contudo gigantes gasosos: as suas luas, porém, poderiam

representar um local priviligiado ao despoletar da vida.4

→ RUBRICAS BIOLÓGICAS

O principal objectivo da detecção de exoplanetas e caracterização das respectivas

condições físicas é a procura de vida, tarefa para a qual é indispensável um conhecimento

detalhado dos principais indicadores de vida. Um astro que se insira dentro da zona

habitável respeita o primeiro desses indicadores. Outras das actuais principais pistas,

longinquamente enviadas por via espectral, são a evidência da presença das espécies

químicas oxigénio, ozono, metano e monóxido de azoto. A primeira resulta, na Terra, do

12

“The universe is a pretty big place. It's bigger than anything

anyone has ever dreamed of before. So if it's just us... seems

like an awful waste of space. Right?” Carl Sagan, in Contacto

processo de fotossíntese, e a segunda da interacção do oxigénio molecular com radiações

altamente energéticas. Uma atmosfera rica em qualquer destes compostos implica a

existência de um ciclo de reabastecimento, indiciando actividade a nível biológico. Por

outro lado o metano e o monóxido de azoto são igualmente fortes indícios da presença de

vida: a conjugação destes quatro gases na atmosfera de um exoplaneta seria, em suma,

um sinal quase irrecusável da existência de vida.1 Mas há também outros indicadores,

como a própria luz reflectida por um planeta – a observação, nesse espectro, de dimuições

relativas na emissão em zonas específicas (como as correspondentes aos máximos de

absorção de clorofilas e carotenóides), poderia ser um indício de actividade fotossintética.1

VIDA INTELIGENTE EM SINTONIA

As estimativas actuais apontam para que o Universo tenha uma idade aproximada de

14 mil milhões de anos e é facto observacional que há múltiplos sistemas planetários

espalhados pelas vizinhanças do Espaço. Por outro lado, é nítida a abundância das

moléculas orgânicas no Universo, seja nas nuvens moleculares que servem de berço às

estrelas, seja em meteoritos e cometas errantes.2 Estes poderão até ter sido os

responsáveis pelo início da vida no planeta, trazendo consigo água e aminoácidos

formados noutros sítios. Seja como for, e mesmo tendo em conta todas as especificidades

envolvidas no despoletar da vida e os milhões de anos necessários à evolução, parece

improvável que seja a Terra o único local onde despontou uma existência inteligente.1

Foi necessária uma escala de tempo geológica para alcançar a realidade da expressão

“from molecules to minds”: no Sistema Solar, notícia certa de vida reside apenas em nós.

Mas numa galáxia com cerca de 2x1011

estrelas, num Universo com mais de 1011

galáxias,

muito reside por descobrir.4 A equação de Drake é o resumo destas mesmas ideias:

Equação de Drake: N = R* × fp × ne × fl × fi × fc × L, sendo:

N → número de civilizações na galáxia com as quais poderemos contactar;

R* → taxa de formação de estrelas na nossa galáxia e fp a fracção dessas estrelas

que possuem planetas;

ne → número médio de planetas que potencialmente podem conter vida por

estrela e fl a fracção destes que actualmente possui vida;

fi → fracção de fl que diz respeito à vida inteligente, fc a fracção de fl que está

disponível e apta para comunicar e L o tempo de vida expectável dessa civilização.

13

As estimativas actuais para os parâmetros da equação de Drake são diversas, de

acordo com a visão optimista ou pessimista da comunidade científica relativamente ao

assunto.3 Apesar de tudo, o contacto com civilizações extraterrestres tem tido repercussão

em projectos reconhecidos internacionalmente como o SETI (Search for Extraterrestrial

Intellegence), encontrando-se mais além da simples especulação ou ideal leigo.1

→ RADIOASTRONOMIA

As tentativas de contacto efectuadas até à data residem, fundamentalmente, na

captação de ondas electromagnéticas, bem como na sua transmissão. Para esse efeito

são utilizados radiotelecópios que, direccionados para alvos distantes como enxames

estelares, captam os seus ruídos para que sejam posteriormente sujeitos a uma análise

interpretativa.3 Até à data, a maioria dos sinais captados pouco ou nada revelou, contudo

alguns permanecem sem aparente explicação, alimentando as expectativas. Foi o caso do

mediático sinal Wow!, captado em 1977 em Ohio pelo radiotelescópio Big Ear.

Manifestando-se primeiramente como um sinal fraco, embora diferente dos demais,

aumentou gradualmente de intensidade, ultrapassando o limite da escala preparada para

as observações, e decaiu abruptamente logo de seguida. O tempo de detecção foi de 72

segundos, concluindo-se que proviera da constelação de Sagitário, numa frequência

aproximada de 1.4GHz, o que se insere dentro do designado Water Holeb.2Por ter sido um

caso pontual a sua origem não foi, até hoje, determinada.7

São igualmente de sublinhar os esforços pelo envio da

nossa própria informação: talvez o feito mais marcante nesta

área tenha sido a Mensagem de Arecibo, emitida a 16 de

Novembro de 1974, para o grande enxame globular da

constelação de Hércules, M13, a 25 000 anos luz. Enviada por

ondas rádio, a mensagem continha 1679 dígitos binários

contendo os números de 1 a 10, número atómico dos

elementos químicos que constituem o DNA, sua representação

gráfica e número de nucleótidos, bem como as respectivas

fórmulas de estrutura. Incluía ainda a figura representativa de

um homem e da população terrestre, bem como um gráfico da

Terra no Sistema Solar e do radiotelescópio de Arecibo (fig. 7).6

Mas apesar dos múltiplos esforços, de parecer quase absurdo que sejamos “os” nesta

imensidão, escasseiam as provas. O paradoxo de Fermi, no fundo: “Where is everyone?”

b “Water Hole” corresponde a uma banda de frequências menos ruidosa do espectro

electromagnético e que seria, portanto, a eleita por uma possível civilização extraterrestre que desejasse estabelecer contacto por este meio.

Fig 7 – Representação Gráfica da Mensagem de Arecibo.

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CONCLUSÃO

A procura de vida fora da Terra tem-se afirmado como uma das questões fundamentais do

conhecimento humano. As últimas décadas assistiram, por isso, a progressos de extrema

relevância nesta área, contribuindo para a identificação e caracterização de corpos celestes e

para o estudo da vida, do ponto de vista estrutural e bioquímico. Mas o maior erro associado

a esta incessante busca reside ainda na delimitação dos parâmetros da própria vida: a

indefinição deste conceito tem vindo a instigar a procura, o que se traduz, a título de exemplo,

na tentativa de detecção de exoplanetas no seio da zona habitável do seu sistema planetário

e da sua galáxia.

Elementos químicos essenciais em favorável abundância, fontes de energia, tempo,

estabilidade...São múltiplas as condicionantes ao despoletar da vida num dado astro e, talvez

por isso, o Planeta Azul é hoje o único em que depositamos certezas quanto a esta realidade.

À escala humana, contudo, a actual dimensão do Universo surge de tal modo inconcebível

que a probabilidade de estarmos sós se parece reduzir proporcionalmente. Esta é, no fundo,

a base de esperança de projectos científicos actuais como o KEPLER, DARWIN ou Terrestrial

Planet Finder, e missões antigas, como a Viking ou a Cassini.

“Dar novos mundos ao mundo” é, por tudo isto, o mote do tema do presente trabalho e de

múltiplas investigações actuais. Da Terra partimos em busca de vida, além de todas as

fronteiras possíveis, com a certeza, porém, de não esquecer a extraordinária e complexa

biodiversidade do nosso próprio planeta. Por agora, somos para nós exemplares únicos, mas

convém não esquecer que “a ausência de evidência não é evidência de ausência”.

BIBLIOGRAFIA

1. Hanslmeier A. Habitability and Cosmic Catastrophes. Germany: Springer; 2009.

2. Jones B. Life in the Solar System and Beyond. USA: Springer; 2004.

3. Jones B. Search For Life Continued: Planets Around Other Stars. Germany: Springer; 2008.

4. Mason J. Exoplanets: Detection, Formation, Properties, Habitability. Germany: Springer;

2008.

5. Miracle: Microfossil Image Recovery and Circulation for Learning and Education. Londres:

University College London – Micropalaeontology Unit; s.d. [actualizada em 2011 Janeiro 28;

acesso em 2010 Dezembro 29]. Disponível em: www.ucl.ac.uk/GeolSci/micropal/index.html.

6. National Astronomy and Ionosphere Center. Porto Rico: Arecibo Observatory; s.d.

[actualizada em 2010 Novembro 1; acesso em 2011 Fevereiro 8]. Disponível em:

www.naic.edu.

7. NASA Astrobiology: Life in the Universe. USA: NASA; c2007-11 [actualizada em 2011

Fevereiro 28; acesso em 2011 Janeiro 5]. Disponível em: astrobiology.nasa.gov.

8. Projecto Exoplanetas. Braga: Escola Secundária D.Maria II; c2010-3 [actualizada em 2011

Maio 30; acesso em 2011 Fevereiro 18]. Disponível em:

http://sites.google.com/site/exoplanetasesdm/metodos-de-deteccao-de-exoplanetas.