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Astrônomos defendem a procura de alienígenas que respiram hidrogênio

A primeira vez que encontramos evidências de vida em um planeta orbitando outra estrela (um exoplaneta), provavelmente será analisando os gases em sua atmosfera. Com o crescimento do número de planetas conhecidos semelhantes à Terra, em breve poderemos descobrir gases na atmosfera de um exoplaneta que estão associados à vida na Terra.

Impressão artística do exoplaneta Kepler 22b. (Créditos: NASA)

Mas e se a vida alienígena usar uma química um pouco diferente da nossa? Um novo estudo, publicado na Nature Astronomy, argumenta que nossas melhores chances de usar atmosferas para encontrar evidências de vida é ampliar nossa pesquisa, concentrando-se em planetas como o nosso para incluir aqueles com atmosfera de hidrogênio.

Podemos sondar a atmosfera de um exoplaneta quando ele passa na frente de sua estrela. Quando esse trânsito acontece, a luz da estrela precisa passar pela atmosfera do planeta para chegar até nós e parte dela é absorvida à medida que passa.

Olhando para o espectro da estrela – sua luz dividida de acordo com seu comprimento de onda – e calculando o que falta de luz por causa do trânsito, revela em quais gases a atmosfera consiste. Documentar atmosferas de exoplanetas é um dos objetivos do futuro Telescópio Espacial James Webb.

Se encontrássemos uma atmosfera com uma mistura química diferente da esperada, uma das explicações mais simples seria que ela é mantida dessa maneira pelos processos vivos. Esse é o caso na Terra. A atmosfera do nosso planeta contém metano (CH₄), que reage naturalmente com o oxigênio para produzir dióxido de carbono. Mas o metano é mantido por principalmente por processos biológicos.

Outra maneira de ver isso é que o oxigênio não estaria lá se não tivesse sido liberado do dióxido de carbono por micróbios fotossintéticos durante o chamado grande evento de oxigenação que começou há cerca de 2,4 bilhões de anos atrás.

Além das atmosferas de oxigênio

Os autores do novo estudo argumentam que deveríamos começar a investigar mundos maiores que a Terra, cujas atmosferas são dominadas pelo hidrogênio. Estes podem não ter oxigênio livre, porque o hidrogênio e o oxigênio formam uma mistura altamente inflamável.

O hidrogênio é a mais leve de todas as moléculas e escapa facilmente para o espaço. Para um planeta rochoso ter uma gravidade forte o suficiente para se manter em uma atmosfera de hidrogênio, ele precisa ser uma “super-Terra” com uma massa entre duas e dez vezes a da Terra. O hidrogênio poderia ter sido capturado diretamente da nuvem de gás onde o planeta cresceu ou ter sido liberado posteriormente por uma reação química entre ferro e água.

A densidade de uma atmosfera dominada por hidrogênio diminui cerca de 14 vezes menos rapidamente quanto mais alto você sobe do que em uma atmosfera dominada por nitrogênio como o da Terra. Isso cria um envolto de atmosfera 14 vezes maior ao redor do planeta, facilitando a localização dos dados espectrais. As dimensões maiores também melhorariam nossas chances de observar uma atmosfera assim por imagem direta com um telescópio óptico.

Respiração com hidrogênio no laboratório

Os autores realizaram experimentos de laboratório nos quais demonstraram que a bactéria E. coli (bilhões dos quais vivem no intestino) pode sobreviver e se multiplicar sob uma atmosfera de hidrogênio na ausência total de oxigênio.

Embora isso seja interessante, não acrescenta muito peso ao argumento de que a vida poderia florescer sob uma atmosfera de hidrogênio. Já conhecemos muitos micróbios da crosta terrestre que sobrevivem ao metabolizar o hidrogênio, e existe até organismo multicelular que passa toda a sua vida em uma zona livre de oxigênio no fundo do Mediterrâneo..

Gases de bioassinatura

O estudo fez uma descoberta importante. Os pesquisadores demonstraram que há uma “diversidade surpreendente” de dezenas de gases produzidos por produtos em E. coli que vivem sob hidrogênio. Muitos desses, como dimetilsilfeto, sulfeto de carbonila e isopreno, podem ser “bioassinaturas” detectáveis ​​em uma atmosfera de hidrogênio. Isso aumenta nossas chances de reconhecer sinais de vida em um exoplaneta.

Dito isto, processos metabólicos que usam hidrogênio são menos eficientes do que aqueles que usam oxigênio. No entanto, a vida respiratória do hidrogênio já é um conceito estabelecido no que diz respeito aos astrobiólogos.

Os autores do novo estudo também apontam que o hidrogênio molecular em concentração suficiente pode atuar como um gás de efeito estufa. Isso poderia manter a superfície de um planeta quente o suficiente para obter água líquida. Os autores evitam considerar as chances de encontrar vida em planetas gigantes de gás como Júpiter.

Mesmo assim, ao expandir o conjunto de mundos habitáveis ​​para incluir super-Terras com atmosferas ricas em hidrogênio, eles potencialmente dobraram o número de corpos que poderíamos sondar para encontrar esses primeiros indescritíveis sinais de vida extraterrestre.

Traduzido e adaptado de ScienceAlert
Por Michelle Starr

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