Evolução da Terra serve como modelo na busca de exoplanetas

Cinco modelos que abrangem a Terra desde a sua juventude até os tempos atuais, criados por astrônomos americanos, serão usados na procura de planetas semelhantes ao nosso

Concepção artística de Kepler-62f, exoplaneta rochoso do tamanho de uma super-Terra, localizado a cerca de 1.200 anos-luz do Sol, na constelação de Lira. Kepler-62f pode ter a aparência de uma Terra prebiótica. Crédito: Nasa/Ames/JPL-Caltech

Astrônomos da Universidade Cornell (EUA) criaram cinco modelos que representam pontos-chave da evolução da Terra, como instantâneos químicos das épocas geológicas do nosso planeta. Os modelos serão usados, com o auxílio dos mais modernos telescópios, na busca de planetas semelhantes à Terra em sistemas solares distantes.

“Essa nova geração de telescópios espaciais e terrestres acoplados aos nossos modelos nos permitirá identificar planetas como a Terra entre cerca de 50 e 100 anos-luz de distância”, disse Lisa Kaltenegger, professora de astronomia e diretora do Carl Sagan Institute, em Cornell. Para a pesquisa e o desenvolvimento de modelos, Kaltenegger, o aluno de doutorado Jack Madden e Zifan Lin, também do Carl Sagan Institute, elaboraram um estudo publicado na revista “Astrophysical Journal Letters”.

“Usando nossa própria Terra como chave, modelamos cinco épocas distintas da Terra para fornecer um modelo de como podemos caracterizar uma potencial exo-Terra – de uma Terra jovem e prebiótica ao nosso mundo moderno”, disse ela. “Os modelos também nos permitem explorar em que ponto da evolução da Terra um observador distante poderia identificar a vida nos ‘pontos azuis pálidos’ do universo e em outros mundos como eles.”

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História como modelo

Kaltenegger e sua equipe criaram modelos atmosféricos que correspondem à Terra de 3,9 bilhões de anos atrás, uma Terra prebiótica, quando o dióxido de carbono encobriu densamente o jovem planeta. Um segundo modelo de retrocesso retrata quimicamente um planeta livre de oxigênio, uma Terra anóxica, com 3,5 bilhões de anos. Três outros modelos revelam o aumento de oxigênio na atmosfera de uma concentração de 0,2% para os níveis modernos de 21%.

“Nossa Terra e o ar que respiramos mudaram drasticamente desde que a Terra se formou 4,5 bilhões de anos atrás”, disse Kaltenegger, “e este artigo aborda pela primeira vez como os astrônomos que tentam encontrar mundos como o nosso podem identificar planetas em trânsito parecidos com a Terra da juventude à atualidade, usando a própria história terrestre como modelo”.

Na história da Terra, a linha do tempo do aumento do oxigênio e sua presença na atmosfera não é clara, disse Kaltenegger. Porém, se os astrônomos puderem encontrar exoplanetas com quase 1% dos níveis atuais de oxigênio da Terra, esses cientistas começarão a encontrar biologia emergente, ozônio e metano – e podem corresponder a idades dos modelos da Terra.

Novos telescópios

“Nossos espectros de transmissão mostram características atmosféricas, o que revelaria a um observador remoto que a Terra tinha uma biosfera há cerca de 2 bilhões de anos”, disse Kaltenegger.

Com os recursos de telescópios que estarão prontos nos próximos anos, como o Telescópio Espacial James Webb, da Nasa (cujo lançamento previsto para março de 2021) ou o Extremely Large Telescope, em Antofagasta, Chile (programado para iniciar seu trabalho em 2025), os astrônomos poderiam observar enquanto um exoplaneta transita diante de sua estrela hospedeira, revelando a atmosfera planetária.

“Quando o exoplaneta transita e bloqueia parte de sua estrela hospedeira, podemos decifrar suas assinaturas espectrais atmosféricas”, disse Kaltenegger. “Usando a história geológica da Terra como chave, podemos identificar com mais facilidade os sinais químicos da vida nos exoplanetas distantes.”

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