Exoplanetas habitáveis: a nova lista de alvos para procurar vida

Astrónomos identificaram, num estudo recente, os planetas que mais probabilidades parecem ter de deixar a vida surgir do que noutros pontos do Universo. A análise reduz o enorme catálogo de exoplanetas conhecidos a um conjunto pequeno e especialmente promissor - oferecendo, na prática, uma espécie de lista de destinos para telescópios como o Telescópio Espacial James Webb.

Porque é que estes exoplanetas chamam tanto a atenção

O novo trabalho, publicado na revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, segue uma estratégia direta, mas exigente: em vez de procurar em todo o lado ao mesmo tempo, a equipa concentrou-se nos planetas com melhores condições para reunir fatores favoráveis à vida.

«No fundo, trata-se de escolher, entre milhares de mundos possíveis, aqueles em que vale realmente a pena gastar tempo de observação.»

Para isso, os investigadores juntaram vários tipos de medições:

• Posição na zona habitável – isto é, a faixa em torno de uma estrela onde pode existir água líquida à superfície.
• Órbita e excentricidade – quão elíptica é a trajetória e quanto a radiação varia ao longo de cada volta.
• Balanço energético – quanta radiação um planeta recebe, em média, e quão bem a consegue libertar de novo.
• Dimensão e composição – sobretudo se se trata de mundos rochosos, mais parecidos com a Terra.

Com esta combinação, é possível apontar os planetas cujas superfícies não estão nem permanentemente geladas nem continuamente escaldantes. É precisamente esse ponto intermédio que os cientistas procuram quando tentam detetar sinais de vida.

O que torna um planeta realmente habitável

A expressão “zona habitável” é muitas vezes usada como se bastasse a distância certa à estrela. O estudo mostra que isso é curto demais. Mesmo dentro dessa faixa, um planeta pode receber energia a mais ou a menos.

Se um planeta estiver mais perto da margem interior, aumenta o risco de um efeito de estufa capaz de evaporar a água. Na margem exterior, surgem temperaturas tão baixas que os oceanos podem congelar. Entre estes extremos existe apenas uma faixa limitada onde a água pode manter-se líquida durante muito tempo.

«O essencial é o equilíbrio: um planeta tem de absorver a quantidade certa de energia para manter a água líquida, sem que a atmosfera entre em colapso.»

A isto soma-se a questão do tempo. Muitos modelos analisam apenas um instante. A nova análise pergunta, em vez disso, durante quanto tempo é que um planeta pode manter um estado suficientemente estável e favorável à vida. Porque a vida não precisa só das condições certas; precisa também de tempo para se desenvolver.

Quando uma órbita inclinada deixa de ser desvantagem

Há um ponto particularmente interessante: a equipa também inclui na seleção exoplanetas com órbitas bastante elípticas. Esses mundos atravessam estações muito intensas, porque a distância à estrela varia bastante. Durante muito tempo, isso foi visto como um obstáculo à vida.

O estudo sugere, porém, que esses planetas podem continuar a ser bons candidatos - desde que a temperatura média ao longo de uma órbita permaneça dentro de valores compatíveis com a vida. Um planeta pode, portanto, passar por fases muito quentes ou muito frias e ainda assim oferecer condições aceitáveis durante milhões de anos.

Como os telescópios vão testar estes novos mundos-alvo

A análise seria apenas um exercício académico se não existissem instrumentos capazes de apontar diretamente para estes candidatos. No topo da lista está o Telescópio Espacial James Webb (JWST). Este pode estudar a atmosfera de muitos exoplanetas ao medir a luz da estrela que é filtrada pela camada gasosa do planeta quando este passa em frente dela.

Entre os alvos de procura estão moléculas que podem indicar química ativa e, possivelmente, processos biológicos, como:

• Oxigénio ou ozono
• Dióxido de carbono
• Vapor de água
• Metano em proporções incomuns

«Só a combinação entre planetas-alvo cuidadosamente escolhidos e instrumentos de elevada sensibilidade torna possível ter uma verdadeira hipótese de encontrar pistas de vida fora da Terra.»

Por isso, o estudo também avalia quão observáveis são os diferentes planetas com o JWST ou com futuros telescópios. Estrelas próximas e brilhantes, bem como sinais mais fáceis de medir, recebem vantagem; sistemas afastados e sem dados claros ficam em desvantagem.

A ficção científica como laboratório mental

Outro aspeto curioso do trabalho é o facto de abordar explicitamente cenários que os fãs de ficção científica já conhecem. Como referência, é usado o romance Projecto Ave-Maria, no qual formas de vida exóticas como os “Astrofagos” têm um papel central.

A mensagem dos investigadores é que a vida não tem obrigatoriamente de ser parecida com a da Terra. É precisamente por isso que vale a pena seguir uma abordagem sistemática, começando por avaliar o balanço energético e a estabilidade antes de procurar sinais muito específicos, moldados à imagem da Terra.

Da lista de telescópios ao itinerário hipotético

Mesmo que as viagens interestelares continuem a ser um cenário de futuro, o estudo já pensa nesse passo. Os exoplanetas agora identificados podem ser vistos como um itinerário preliminar - por enquanto apenas para fotões captados por telescópios, mas um dia talvez para sondas espaciais.

Se alguma agência espacial vier a ponderar uma missão de longa distância até outro sistema estelar, a pergunta surge de imediato: por onde começar? Os candidatos apresentados agora oferecem uma primeira resposta, com base científica. Eles assinalam os sistemas em que um enorme esforço tecnológico teria maior probabilidade de compensar.

«Quando, em escala cósmica, só há poucos disparos disponíveis, é preciso saber muito bem para que alvo se está a apontar.»

Zona habitável, fluxo de energia e outros conceitos-chave explicados

Muitos dos termos usados no estudo já aparecem com frequência nas notícias sobre exploração espacial, mas nem sempre são claros. Três ideias centrais ajudam a perceber melhor a seleção dos “principais candidatos”:

• Zona habitável
  A região em torno de uma estrela onde um planeta pode, em princípio, manter água líquida à superfície. Depende do brilho e da temperatura de cor da estrela: estrelas vermelhas têm zonas mais estreitas e próximas; estrelas semelhantes ao Sol apresentam zonas mais afastadas.

• Balanço energético
  Descreve quanta radiação um planeta absorve e quanta devolve ao espaço. Nuvens, superfícies geladas, oceanos e a composição da atmosfera alteram este valor de forma muito significativa.

• Órbita e excentricidade
  Uma órbita perfeitamente circular é a exceção. Muitos exoplanetas movem-se em elipses suaves ou em trajetórias bastante alongadas em torno da sua estrela. Isso influencia a intensidade da radiação que recebem ao longo do ano.

Porque a procura de vida está cada vez mais precisa

O estudo agora divulgado integra uma tendência que tem acelerado nos últimos anos. Se antes os projetos se concentravam sobretudo em descobrir novos planetas, o foco tem vindo a mudar da quantidade para a qualidade: quais destes mundos poderão mesmo ser habitáveis?

Ao mesmo tempo, os instrumentos estão a tornar-se mais apurados. Os futuros telescópios espaciais deverão separar espectros com ainda maior precisão e até permitir modelos climáticos rudimentares de mundos distantes. A partir daí, será possível responder a perguntas como:

• Até que ponto as temperaturas variam ao longo de uma órbita?
• Existem indícios de nuvens, oceanos ou superfícies geladas?
• Os gases da atmosfera mudam com o tempo?

Cada resposta ajuda não só a procurar biossinais noutros mundos. Também melhora a forma como olhamos para a Terra: muitos dos mesmos modelos usados para avaliar planetas distantes são igualmente aplicados para compreender melhor o clima terrestre.

Assim se vai formando, passo a passo, uma imagem mais detalhada de quão raras ou frequentes podem ser as condições favoráveis à vida no cosmos. Os “principais candidatos” agora assinalados são, por isso, mais do que pontos curiosos num mapa estelar - são campos de teste para as nossas ideias fundamentais sobre o que a vida precisa e onde pode nascer.