Detectores celestes de monóxido de carbono podem alertar para um mundo distante repleto de formas de vida simples.
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Fontes: NASA / University of California / Rethinking CO Antibiosignatures in the Search for Life Beyond the Solar System ://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab05e1#apjab05e1s4
Para alguns mundos distantes, o monóxido de carbono pode realmente ser compatível com uma biosfera microbiana robusta.
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| Um planeta rochoso orbitando Proxima Centauri pode sustentar água líquida (representação do artista). Crédito: NASA, ESA, G. Bacon (STSc) |
Astrônomos assumiram que um acúmulo de monóxido de carbono na atmosfera de um planeta seria um sinal claro de falta de vida. Agora, uma equipe de pesquisadores liderada pela UC Riverside está argumentando o contrário: os detectores celestes de monóxido de carbono podem realmente nos alertar para um mundo distante repleto de formas de vida simples.
"Com o lançamento do Telescópio Espacial James Webb daqui a dois anos, os astrônomos poderão analisar as atmosferas de alguns exoplanetas rochosos", disse Edward Schwieterman, principal autor do estudo e membro do Programa de Pós-Doutorado da NASA no Departamento de Ciências da Terra da UCR. "Seria uma pena ignorar um mundo habitado porque não consideramos todas as possibilidades."
Em um estudo publicado no The Astrophysical Journal, a equipe de Schwieterman usou modelos computacionais de química na biosfera e atmosfera para identificar dois cenários intrigantes nos quais o monóxido de carbono se acumula prontamente nas atmosferas dos planetas vivos.
No primeiro cenário, a equipe encontrou respostas no passado profundo de nosso próprio planeta. Na Terra moderna, rica em oxigênio, o monóxido de carbono não pode se acumular porque o gás é rapidamente destruído por reações químicas na atmosfera. Mas há três bilhões de anos, o mundo era um lugar muito diferente. Os oceanos já estavam cheios de vida microbiana, mas a atmosfera era quase desprovida de oxigênio e o sol estava muito mais escuro.
Os modelos da equipe revelam que essa versão antiga da Terra habitada poderia manter níveis de monóxido de carbono de aproximadamente 100 partes por milhão (ppm) - várias ordens de grandeza aumentam as partes por bilhão de traços do gás na atmosfera hoje.
"Isso significa que podemos esperar abundância de monóxido de carbono nas atmosferas de exoplanetas habitados, mas pobres em oxigênio, orbitando estrelas como o nosso próprio sol", disse Timothy Lyons, um dos co-autores do estudo, professor de biogeoquímica do Departamento de Ciências da Terra da UCR. e diretor do Centro Alternativo de Astrobiologia da Terra da UCR. "Este é um exemplo perfeito da missão de nossa equipe de usar o passado da Terra como um guia na busca por vida em outras partes do universo".
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| Proxima Centauri |
Um segundo cenário é ainda mais favorável para o acúmulo de monóxido de carbono: a fotoquímica em torno de estrelas anãs vermelhas como Proxima Centauri, a estrela mais próxima do nosso sol a 4,2 anos-luz de distância. Os modelos da equipe prevêem que, se um planeta ao redor de uma dessas estrelas fosse habitado e rico em oxigênio, então deveríamos esperar que a abundância de monóxido de carbono fosse extremamente alta - de centenas de ppm a vários por cento.
"Dado o contexto astrofísico diferente para esses planetas, não devemos nos surpreender ao descobrir que as biosferas microbianas promovem altos níveis de monóxido de carbono", disse Schwieterman. "No entanto, estes certamente não seriam bons lugares para a vida humana ou animal como a conhecemos na Terra."
Planetas rochosos do tamanho da Terra foram descobertos orbitando na zona habitável de Proxima Centauri e outras estrelas semelhantes, significando que poderiam abrigar água líquida, um ingrediente essencial para a vida. Tais planetas são alvos prováveis para posterior caracterização pelo Telescópio Espacial James Webb, com previsão de lançamento em março de 2021.
O presente estudo é um componente de um amplo esforço para se preparar para essas futuras missões catalogando diferentes combinações de gases atmosféricos que podem ser evidências de um mundo habitado - os chamados gases de bioassinatura. Alguns gases, como o monóxido de carbono, haviam sido propostos anteriormente como "antibiosignatures" - evidência de que um planeta não é habitado - se remotamente detectável em abundância suficiente. Mas essas suposições só se aplicam em casos específicos.
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| O monóxido de carbono apresenta-se proeminentemente em atmosferas ricas em oxigênio na zona habitável de uma estrela anã vermelha como Proxima Centauri. |
Um segundo cenário é ainda mais favorável para o acúmulo de monóxido de carbono: a fotoquímica em torno de estrelas anãs vermelhas como Proxima Centauri, a estrela mais próxima do nosso sol a 4,2 anos-luz de distância. Os modelos da equipe prevêem que, se um planeta ao redor de uma dessas estrelas fosse habitado e rico em oxigênio, então deveríamos esperar que a abundância de monóxido de carbono fosse extremamente alta - de centenas de ppm a vários por cento.
"Dado o contexto astrofísico diferente para esses planetas, não devemos nos surpreender ao descobrir que as biosferas microbianas promovem altos níveis de monóxido de carbono", disse Schwieterman. "No entanto, estes certamente não seriam bons lugares para a vida humana ou animal como a conhecemos na Terra."