Nos últimos anos, o número de planetas extra-solares confirmados aumentou exponencialmente. Até o momento da redação do artigo, um total de 3.777 exoplanetas foram confirmados em 2.817 sistemas estelares, com outros 2.737 candidatos aguardando confirmação. Além disso, o número de planetas terrestres (rochosos) aumentou constantemente, aumentando a probabilidade de os astrônomos encontrarem evidências de vida além do nosso Sistema Solar.
Infelizmente, a tecnologia ainda não existe para explorar esses planetas diretamente. Como resultado, os cientistas são forçados a procurar o que é conhecido como "bioassinatura", um produto químico ou elemento que está associado à existência de vidas passadas ou presentes. De acordo com um novo estudo de uma equipe internacional de pesquisadores, uma maneira de procurar essas assinaturas seria examinar o material ejetado da superfície dos exoplanetas durante um evento de impacto.
O estudo - intitulado “Procurando por bioassinaturas em ejetos de impacto exoplanetário”, foi publicado na revista científica Astrobiology e apareceu recentemente online. Foi liderado por Gianni Cataldi, pesquisador do Centro de Astrobiologia da Universidade de Estocolmo. A ele se juntaram cientistas do LESIA-Observatoire de Paris, do Southwest Research Institute (SwRI), do Royal Institute of Technology (KTH) e do Centro Europeu de Pesquisa e Tecnologia Espacial (ESA / ESTEC).
Como indicam em seu estudo, a maioria dos esforços para caracterizar as biosferas de exoplanetas se concentraram nas atmosferas dos planetas. Isso consiste em procurar evidências de gases associados à vida aqui na Terra - por exemplo, dióxido de carbono, nitrogênio, etc. - assim como água. Como Cataldi disse à Space Magazine por e-mail:
“Sabemos da Terra que a vida pode ter um forte impacto na composição da atmosfera. Por exemplo, todo o oxigênio em nossa atmosfera é de origem biológica. Além disso, oxigênio e metano estão fortemente desequilibrados por causa da presença de vida. Atualmente, ainda não é possível estudar a composição atmosférica dos exoplanetas semelhantes à Terra, no entanto, espera-se que essa medição seja possível em um futuro próximo. Assim, as bioassinaturas atmosféricas são a maneira mais promissora de procurar vida extraterrestre. ”
No entanto, Cataldi e seus colegas consideraram a possibilidade de caracterizar a habitabilidade de um planeta procurando sinais de impactos e examinando o ejeto. Um dos benefícios dessa abordagem é que o ejecta escapa de corpos de menor gravidade, como planetas rochosos e luas, com a maior facilidade. As atmosferas desses tipos de corpos também são muito difíceis de caracterizar, portanto esse método permitiria caracterizações que de outra forma não seriam possíveis.
E, como Cataldi indicou, também seria complementar à abordagem atmosférica de várias maneiras:
“Primeiro, quanto menor o exoplaneta, mais difícil é estudar sua atmosfera. Pelo contrário, exoplanetas menores produzem maiores quantidades de ejetos de escape porque sua gravidade superficial é menor, facilitando a detecção de ejetos de exoplanetas menores. Segundo, quando pensamos em bioassinaturas em ejetos de impacto, pensamos principalmente em certos minerais. Isso ocorre porque a vida pode influenciar a mineralogia de um planeta indiretamente (por exemplo, alterando a composição da atmosfera e, assim, permitindo a formação de novos minerais) ou diretamente (produzindo minerais, por exemplo, esqueletos). A ejecta de impacto nos permitiria estudar um tipo diferente de bioassinatura, complementar às assinaturas atmosféricas. ”
Outro benefício desse método é o fato de ele aproveitar os estudos existentes que examinaram os impactos de colisões entre objetos astronômicos. Por exemplo, foram realizados vários estudos que tentaram restringir o impacto gigante que se acredita ter formado o sistema Terra-Lua há 4,5 bilhões de anos (também conhecido como Hipótese do Impacto Gigante).
Embora se pense que tais colisões gigantes tenham sido comuns durante o estágio final da formação do planeta terrestre (com duração de aproximadamente 100 milhões de anos), a equipe se concentrou nos impactos de corpos asteróides ou cometários, que se acredita ocorrerem durante toda a vida útil de um exoplanetário sistema. Baseando-se nesses estudos, Cataldi e seus colegas conseguiram criar modelos para ejetos de exoplanetas.
Como explicou Cataldi, eles usaram os resultados da literatura sobre crateras de impacto para estimar a quantidade de ejetos criados. Para estimar a intensidade do sinal dos discos circunstelares de poeira criados pela ejecta, eles usaram os resultados da literatura sobre discos de detritos (ou seja, análogos extrasolares da faixa principal de asteróides do Sistema Solar). No final, os resultados se mostraram bastante interessantes:
“Descobrimos que um impacto de um corpo de 20 km de diâmetro produz poeira suficiente para ser detectável nos telescópios atuais (para comparação, o tamanho do pêndulo que matou os dinossauros 65 milhões de anos atrás é de cerca de 10 km). No entanto, o estudo da composição da poeira ejetada (por exemplo, pesquisa de bioassinaturas) não está ao alcance dos telescópios atuais. Em outras palavras, com os telescópios atuais, poderíamos confirmar a presença de poeira ejetada, mas não estudar sua composição. ”
Em resumo, o estudo de material ejetado de exoplanetas está ao nosso alcance e a capacidade de estudar sua composição um dia permitirá que os astrônomos possam caracterizar a geologia de um exoplaneta - e, portanto, imponham restrições mais precisas à sua habitabilidade potencial. Atualmente, os astrônomos são forçados a fazer palpites sobre a composição de um planeta com base em seu tamanho e massa aparentes.
Infelizmente, atualmente não é possível um estudo mais detalhado que possa determinar a presença de bioassinaturas em ejetos, e será muito difícil para até telescópios da próxima geração como o Telescópio Espacial James Webb (JWSB) ou Darwin. Enquanto isso, o estudo de ejetos de exoplanetas apresenta algumas possibilidades muito interessantes quando se trata de estudos e caracterização de exoplanetas. Como Cataldi indicou:
“Ao estudar a ejecta de um evento de impacto, pudemos aprender algo sobre a geologia e habitabilidade do exoplaneta e potencialmente detectar uma biosfera. O método é a única maneira que conheço de acessar a subsuperfície de um exoplaneta. Nesse sentido, o impacto pode ser visto como um experimento de perfuração fornecido pela natureza. Nosso estudo mostra que a poeira produzida em um evento de impacto é, em princípio, detectável, e futuros telescópios podem ser capazes de restringir a composição da poeira e, portanto, a composição do planeta. ”
Nas próximas décadas, os astrônomos estudarão planetas extra-solares com instrumentos de crescente sensibilidade e poder, na esperança de encontrar indicações de vida. Com o tempo, a pesquisa de biosassinaturas nos destroços ao redor de exoplanetas criados por impactos de asteróides poderia ser feita em conjunto com os pesquisadores de biosassinaturas atmosféricas.
Com esses dois métodos combinados, os cientistas poderão dizer com maior certeza que planetas distantes não são apenas capazes de sustentar a vida, mas estão ativamente fazendo isso!
