Oceanos São Comuns Em Exoplanetas Congelados

Planetas com água líquida podem ser 100 vezes mais comuns do que se pensava anteriormente, aponta uma descoberta apresentada em uma importante conferência de geoquímica. A vida na Terra surgiu nos oceanos, mas agora os cientistas demonstraram que corpos de água subterrâneos podem facilmente se formar em mundos que orbitam anãs vermelhas, estrelas muito menores que o Sol. Esta descoberta tem grandes implicações na busca por vida alienígena, pois as anãs vermelhas, também conhecidas como anãs M, são a classe mais abundante de estrelas e são conhecidas por hospedar frequentemente planetas rochosos semelhantes à Terra.

A água é tão fundamental para a vida na Terra que os cientistas a consideram o composto mais valioso na busca por alienígenas em outros mundos. Embora a Terra seja o único planeta em nosso sistema solar que atualmente possui oceanos aquáticos em sua superfície, alguns de nossos mundos vizinhos abrigam oceanos subterrâneos sob suas conchas geladas, incluindo a lua Europa de Júpiter e a lua Encélado de Saturno.

Lujendra Ojha, cientista planetário da Universidade Rutgers, apresentou evidências de calor geotérmico dentro de muitas “exo-Terras” frias, ou seja, planetas semelhantes à Terra em outros sistemas estelares, na Conferência Goldschmidt em Lyon, França. Esses oceanos subglaciais em sistemas de anãs vermelhas “podem se assemelhar às condições subterrâneas encontradas em Europa” e “podem fornecer condições habitáveis por um período prolongado”, de acordo com um estudo liderado por Ojha que foi publicado na Nature no final do ano passado.

O estudo foi inicialmente inspirado pelo chamado “paradoxo do jovem Sol fraco”, um problema de longa data na astrofísica que descreve a evidência intrigante de que a água existia em planetas como Marte e Terra há cerca de quatro bilhões de anos, mesmo que nosso Sol fosse cerca de 30% mais fraco nessa era antiga. Os cientistas sugeriram que a atividade geotérmica gerada pela decomposição de elementos radioativos pode ter fornecido uma fonte de calor que contribuiu para o que é conhecido como “derretimento basal” do gelo em água, na ausência de forte radiação solar.

“Os exoplanetas semelhantes à Terra que encontramos hoje orbitam em torno de anãs M”, explicou Ojha. “Dado que o derretimento basal era algo que provavelmente aconteceu e, dependendo de com quem você fala, poderia ter sido uma das principais formas de gerar água líquida nos planetas de nosso sistema solar bilhões de anos atrás, queríamos determinar o que seria necessário para o derretimento basal, e se isso poderia acontecer em outros corpos planetários.”

Com esse objetivo em mente, os pesquisadores executaram modelos sofisticados de exoplanetas baseados em mundos reais que foram detectados por telescópios, incluindo Proxima Centauri B, TRAPPIST-1 e e Kepler 442 b. A equipe se concentrou especificamente na dinâmica de várias camadas de gelo como uma forma de restringir as chances de que oceanos subglaciais pudessem derreter como resultado de energia geotérmica em mundos extraterrestres.

Os resultados revelaram que mesmo fluxos modestos de calor geotérmico poderiam descongelar corpos de água sob as conchas de gelo de exoplanetas distantes, indicando que esses oceanos ocultos provavelmente são abundantes em sistemas de anãs vermelhas em toda a Via Láctea. De fato, o estudo da equipe, juntamente com um comentário subsequente que apareceu na Nature alguns meses depois, sugere que pode haver 100 vezes mais “mundos potencialmente habitáveis” em nossa galáxia do que se presumia originalmente. Em outras palavras, pode haver uma média de um planeta com água líquida para cada sistema estelar na Via Láctea, o que representa uma vasta expansão da habitabilidade planetária.

Além disso, as vidas úteis de bilhões de anos dos elementos radioativos poderiam fornecer uma fonte de calor estável a longo prazo para esses mares subterrâneos, aumentando as chances de que a vida pudesse surgir e prosperar neles. Esse último ponto é particularmente importante para os cientistas que estudam especificamente a habitabilidade dos sistemas de anãs vermelhas, que é um tópico de acalorados debates.

As anãs vermelhas podem ser menores e mais fracas que o Sol, mas são conhecidas por produzir luz intensa e erupções solares que poderiam impedir a vida de se estabelecer na superfície de seus planetas. No entanto, a vida que surgiu em oceanos subglaciais nesses mundos estaria protegida desses efeitos de superfície prejudiciais por uma camada de gelo.

“A habitabilidade das anãs M é um tópico muito interessante e muito debatido”, disse Ojha. “O que é interessante, e eu acho notável, sobre a ideia de derretimento basal e oceanos subterrâneos é que a estrela poderia ser o maior valentão naquela galáxia e isso não importa. Sob alguns metros de gelo, se houver água e se houver algum tipo de vida primordial, a maioria dos raios X, ou as erupções solares que podem ser esporádicas, não vão afetar notavelmente essas biosferas profundas em comparação com se a vida ou biosfera estivessem na superfície.”

“Profundamente dentro do gelo, ele fornece um refúgio, então eu acho interessante que o derretimento basal não apenas fornece uma maneira alternativa de criar esse ambiente habitável, mas é muito mais protegido do que se houvesse algum tipo de vida na superfície”, acrescentou.

Claro, ninguém sabe realmente se as exo-Terras frias abrigam vida, mas há uma grande variedade de novas missões e técnicas que podem lançar mais luz sobre esse mistério intrigante nos próximos anos e décadas. Por exemplo, a NASA planeja lançar sua espaçonave Europa Clipper para observar de perto a lua oceânica gelada de Júpiter em 2024, e missões conceituais também foram propostas para procurar vida diretamente em Encélado.

Esses esforços podem revelar as propriedades de nossos mundos oceânicos locais, incluindo se eles abrigam vida, o que poderia informar a busca por alienígenas em ambientes semelhantes em toda a galáxia. Além disso, é possível que novas gerações de telescópios possam detectar gêiseres de água explodindo de planetas em outros sistemas.

“Uma das coisas mais importantes que aprenderemos com essas missões é a química da água, como é a água, quanto calor você precisa para que essa água seja sustentável para a vida e, potencialmente, procurando por sinais astrobiológicos”, disse Ojha. “Acho que isso nos ajudaria a entender a habitabilidade dos mundos oceânicos.”

“Uma maneira potencial de olharmos para a possibilidade de derretimento basal nesses outros corpos é ver possíveis assinaturas de plumas de água saindo, semelhantes ao que vemos em Encélado e Europa, mas precisaremos de uma óptica adaptativa ligeiramente melhor para nossos telescópios, então isso também está um pouco no futuro”, concluiu.

Em resumo, a descoberta de mais planetas com água líquida expande a busca por vida extraterrestre. A pesquisa, apresentada na Conferência Goldschmidt em Lyon, França, e publicada na Nature, foi liderada por Lujendra Ojha da Universidade Rutgers. O estudo foi inspirado pelo “paradoxo do jovem Sol fraco” e usou modelos sofisticados de exoplanetas baseados em mundos reais detectados por telescópios. Os resultados sugerem que há uma média de um planeta com água líquida para cada sistema estelar na Via Láctea, representando uma vasta expansão da habitabilidade planetária. Além disso, a vida que surgiu em oceanos subglaciais estaria protegida de efeitos de superfície prejudiciais por uma camada de gelo. No entanto, ainda é desconhecido se as exo-Terras frias abrigam vida. Novas missões e técnicas podem lançar mais luz sobre esse mistério nos próximos anos.

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