Novo Estudo Complica a Busca por Oxigênio Extraterrestre
O oxigênio tem sido, até o momento, o gás mais crucial na nossa busca por vida no cosmos. Na Terra, ele é abundante devido à síntese biológica. Contudo, essa premissa pode não se aplicar a outros planetas, levantando a questão de que um sinal de alta concentração de oxigênio na atmosfera de um exoplaneta pode não ser uma indicação inequívoca de vida. Um novo artigo, disponível em pré-publicação no arXiv, de Margaret Turcotte Seavey e uma equipe de pesquisadores do NASA Goddard Space Flight Center e da Johns Hopkins University, adiciona um contexto importante sobre outros fenômenos que podem ocorrer nessas atmosferas.
O Oxigênio Abiótico e os Anões M
A inspiração para esta nova pesquisa veio, em parte, de um estudo seminal publicado em 2015 por Peter Gao e seus colegas no Astrophysical Journal. Esse trabalho descrevia como planetas dessecados orbitando estrelas anãs M podem apresentar taxas extremamente elevadas de oxigênio em suas atmosferas, inclusive rivalizando com as da Terra, mesmo que seja gerado por processos completamente abióticos.
Este cenário é crítico para a astrobiologia por várias razões. Estrelas anãs M são os tipos mais comuns de estrelas na galáxia e também os mais fáceis de se encontrar exoplanetas. Muitos desses planetas também parecem possuir atmosferas com alta concentração de dióxido de carbono, um componente essencial na cadeia de produção de oxigênio. De acordo com o artigo de 2015, a intensa luz ultravioleta (UV) da estrela de um planeta pode quebrar as moléculas de dióxido de carbono em monóxido de carbono e oxigênio através de um processo chamado fotólise. Esse processo, em última análise, resultaria em uma atmosfera que se assemelha a uma atmosfera biológica, mas é, na verdade, inteiramente abiótica.
A Influência Crucial do Vapor d'Água
A equipe de Ms. Seavey procurou entender o que aconteceria se o processo descrito no artigo de 2015 fosse simulado, mas incluindo diferentes níveis de vapor d’água na atmosfera. Para isso, utilizaram um complexo modelo fotoquímico-climático chamado “Atmos”, simulando um planeta rochoso do tamanho de Marte com uma atmosfera de 1 bar de CO2, orbitando uma estrela anã M, variando a quantidade de vapor d’água presente.
Nos diferentes níveis de água testados, a abundância máxima de oxigênio nesses cenários atingiu apenas 2,7% – aproximadamente 10% do nível relatado no artigo de 2015 e, similarmente, do que é encontrado na Terra. O caminho químico para essa diminuição de oxigênio é bem compreendido.
A mesma luz UV que quebra as moléculas de CO2 também quebra a água, criando hidrogênio livre e um radical hidroxila (OH). Esses radicais OH atuam como catalisadores com o oxigênio atômico e o monóxido de carbono, reformando-os em CO2. Consequentemente, isso reduz os níveis gerais de oxigênio livre. Em última análise, o oxigênio não tem a chance de se acumular na atmosfera com esse processo em andamento.
Refinando a Busca por Biosignaturas Confiáveis
A implicação dos resultados é que um cenário com uma alta porcentagem de vapor d’água e oxigênio na atmosfera se torna uma “prova contundente” mais forte de algum tipo de processo biológico, em vez de um abiótico. Já possuímos um bom modelo para como isso se pareceria, sendo a própria Terra um exemplo claro dessa condição.
À medida que futuras missões astrobiológicas, como os telescópios Habitable Worlds Observatory e LIFE, ganham impulso, mais estudos baseados em modelos como este se tornam essenciais para descrever o que os cientistas devem procurar. Uma grande conclusão deste trabalho é a necessidade de examinar a atmosfera completa de um exoplaneta. Compreender se há vapor d’água e oxigênio em uma atmosfera ajudará a determinar se o mundo é um falso positivo dessecado ou um objeto de interesse potencialmente exuberante.
Em última análise, pesquisas como esta nos aproximam um pouco mais de garantir que, quando finalmente detectarmos vida no cosmos, possamos ter confiança de que é genuína. Para saber mais, consulte o artigo de M. T. Seavey et al. – Oxygenated False Positive Biosignatures in Mars-like Exoplanet Atmospheres. Outros artigos relacionados de Andy Tomaswick incluem: UT – Scientists Discover a New Way Exoplanets Could Make Oxygen; Unfortunately, it Doesn’t Require Life; UT – Finding Oxygen on an Alien World Doesn’t Always Mean There’s Life There; e UT – The Combination of Oxygen and Methane Could Reveal the Presence of Life on Another World.
Fonte: https://www.universetoday.com
