julho 2017 – MAAS – Museu Aberto de Astronomia
Nos dias de hoje, muito se ouve falar de novos mundos sendo descobertos, como novas Terras e até mesmo, super Terras! Nossas tecnologias avançam a cada dia e a cada nova descoberta, as dúvidas aumentam, as indagações duplicam e o desejo de um contato real com uma civilização extraterrestre, está povoando a mente de muitos cientistas atualmente. Esse possível contato deixou de ser tratado como ficção!
Nosso planeta Terra sempre foi e sempre será nossa casa no espaço, mas como todo adolescente rebelde, está na hora de sairmos de casa e irmos conhecer o mundo que nos cerca! A celebre frase da série clássica de Jornada nas Estrelas da década de 70 nunca esteve tão atual, ou seja, o Espaço é a nossa fronteira final e está na hora de cruzá-la.
1-Existe vida fora da Terra?
2- Se existir, Eles vêm até nós?
3- Nós, um dia, iremos até Eles?
4- Como são esses Mundos Novos?
5- Como e onde localizá-los?
6- A que distâncias estão de nós?
A Astrofísica é a ciência que estuda todas as características físicas (luminosidade, composição química, temperatura e densidade) dos Astros de nosso Universo e é sem dúvida nenhuma, a ciência que pode nos responder a essas perguntas inquietantes, que nos fomentam a desvendar todos esses mistérios que, até pouco tempo, estavam presentes apenas nos filmes de ficção e eram inatingíveis para nós! Antes, um assunto polêmico entre os Físicos, Cosmólogos, Astrônomos e Astrofísicos, hoje, um tema de debate atual. A vida fora da Terra se tornou um tema ativo nos congressos científicos e muitos esforços de todas as comunidades científicas estão sendo realizados para que um dia poderemos obter todas essas respostas a essas perguntas que nunca se calam. Existem avalanches de projetos e pesquisas na área da Exobiologia ou Astrobiologia (estudo da vida fora da Terra).
Todos culminam para um único interesse comum, saber se estamos sós no Universo e se um dia teremos um lugar para visitarmos fora de nosso Sistema Solar! No ano de 1971, 24 cientistas liderados por Bernard Oliver, se reuniram para estudar uma forma de detecção de vida inteligente extraterrestre. Dessa reunião, obteve o relatório surgido desse encontro. Esse relatório se caracterizou no Projeto Cyclops, que em sua fase final teria um conjunto de mil Radiotelescópios com 100 metros de diâmetro cada um, dispostos em forma de um círculo de 15 km de diâmetro. Este projeto foi cancelado devido seu alto custo. Nos dias de hoje, o Cyclops teria um custo calculado em aproximadamente 5 bilhões de dólares.
Radiotelescópios são instrumentos que vasculham nosso Universo recebendo ondas eletromagnéticas na frequência de rádio. A Radioastronomia é a atual ciência que opera esses instrumentos e vem se desenvolvendo num ritmo frenético nas últimas décadas.
SETI ( da sigla em inglês: Search for Extra-Terrestrial Intelligence, que significa: Busca por Inteligência Extraterrestre! ) é um projeto que tem por objetivo analisar o máximo de sinais de rádio captados por radiotelescópios terrestres, a partir da aceitação que se existe formas de vida inteligente em nosso Universo!
O passo inicial para se aceitar vida fora da Terra se iniciou com a fabulosa Teoria da Evolução de Charles Darwin. Podermos entender que a vida evolui de acordo com o meio ambiente em que se desenvolve, foi um marco histórico para entendermos a biodiversidade em nosso planeta. A partir desta constatação, é fácil imaginar como alguns cientistas puderam propor e aceitar a possibilidade de vida fora do planeta Terra. Um grande colaborador para a existência deste Projeto foi o Astrônomo Carl Sagan (1.934 – 1.996), um dos maiores divulgador da Astronomia para o público leigo. Sagan sempre acreditou ser possível acontecer um contato com vida fora da Terra. Um de seus livros traz exatamente este tema e que acabou indo parar no cinema com o mesmo nome do livro; "CONTATO". A maneira de captar informações vinda do espaço profundo originada por uma civilização extraterrestre ocorre através de um Radiotelescópio. Um Radiotelescópio capta ondas eletromagnéticas com frequências diferentes da luz visível que um telescópio óptico capta. Acredita-se de que, da mesma maneira como a nossa civilização envia ondas de rádio ao espaço, uma civilização mais avançada do que a nossa, também já deve ter feito isso e assim poderemos captar esses sinais vindos de outros planetas da própria superfície da Terra. Estamos literalmente, ouvindo as estrelas, para encontrar nossos irmãos cósmicos.
(O Radiotelescópio de Arecibo: localizado em Porto Rico, com 305 m, ele foi construído utilizando-se a própria geometria do local, em forma de uma cratera. Fonte da imagem: http://www.telescopios.org/arecibo.html)
O Radiotelescópio de Arecibo faz parte do Centro Nacional de Astronomia e Ionosfera (NAIC), um centro de investigação nacional, operado pela a Universidade de Cornell, em acordo cooperativo com a Fundação Nacional de Ciências (NSF). A NSF é uma agência federal independente, cujo objetivo é promover o progresso da ciência e a engenharia nos Estados Unidos. Este Radiotelescópio opera, 24 horas todos os dias. Todos os resultados de investigação são publicados na literatura científica, a qual está acessível ao público. Este radiotelescópio de uma só parabólica, é reconhecido como um dos centros nacionais de investigação mais importantes na área da radioastronomia, astronomia planetária e de estudos atmosféricos. As facilidades do Observatório de Arecibo estão disponíveis para seu uso, em uma base de igualdade competitiva para os cientistas de todas as partes do mundo. Idealizado pelo Professor William E. Gordon, da Universidade de Cornell, ele foi inaugurado no dia 1 de Novembro de 1.963. Hoje, o SETI conta com outro radiotelescópio muito poderoso para suas pesquisas, o maior radiotelescópio manobrável do mundo – o chamado Telescópio Green Bank – para procurar sinais de vida inteligente nos exoplanetas detectados principalmente pelo Telescópio Espacial Kepler que já detectou uma grande variedade de exoplanetas.
O Astrônomo Americano Frank Drake, foi um dos fundadores do Projeto SETI e também elaborou uma fórmula matemática para demonstrar estatisticamente a quantidade de possíveis planetas com condições de desenvolver formas de vida inteligente por nossa Galáxia. Esta fórmula ficou conhecida como a Equação Drake.
N = E x P x S x V x I x T x C; sendo: N é o número de civilizações com tecnologia para se comunicarem em nossa galáxia; E é o número de estrelas que se formam por ano em nossa galáxia; P é a fração, dentre as estrelas formadas, que possui um sistema planetário; S é o número de planetas com condições de desenvolver a vida por sistema planetário; V é a fração desses planetas que de fato desenvolveram a vida; I é a fração, dentre os planetas que desenvolveram a vida, que podem chegar a vida inteligente; T é a fração, dentre os planetas que chegam a vida inteligente, que desenvolve tecnologia avançada e C é a duração média, em anos, que uma civilização inteligente deve durar. Esta Equação nos mostra as muitas variáveis que estão em jogo para se chegar a uma resposta definitiva. O interessante é que por mais pessimista que sejamos quanto a valores dessas variáveis, ainda assim o valor final são sempre milhares de planetas com este potencial! É bom lembrar, que todo esse cálculo é feito apenas para nossa Galáxia, onde existem cerca de mais de 400 bilhões de estrelas. Hoje, estima-se a existência de mais de 2 trilhões de galáxias pelo nosso Universo conhecido, cada uma com média de 400 bilhões de estrelas! Dá para se imaginar o valor de "N" para o Universo!
No MAAS também ouvimos as estrelas
Com o nosso Radiotelescópio Carl Sagan de 10 metros de diâmetro, realizamos demonstrações junto ao público em geral e aos grupos que nos visitam explicando como a radioastronomia funciona e quais as possibilidades de ouvirmos nosso Universo nas frequências de rádio de uma maneira bastante pedagógica e de fácil entendimento.
(Radiotelescópio Carl Sagan do MAAS – Foto: Prof. Emerson R. Perez.)
A Astrofísica entra em cena
A partir de todos esses fatos e do apoio crescente de vários Astrofísicos, se iniciaram pesquisas sobre como encontrar planetas fora do sistema solar. A Astrofísica contribuiu e muito com desenvolvimento de técnicas que possibilitaram a descoberta de um grande número de Exoplanetas, ou seja, planetas que estão fora do nosso sistema solar. Uma das técnicas mais usadas na Astrofísica para descobrir Exoplanetas é a chamada técnica da Fotometria do Trânsito. Esta técnica consiste em observar uma estrela por um longo período e elaborar um gráfico da curva de luz desta estrela. A curva de luz mostra toda a luminosidade (brilho) que a estrela emite e se mostrar variações periódicas em sua curva de luz, acusando diminuição em sua luminosidade, é uma possibilidade da existência de um Exoplaneta orbitando esta estrela. Acontece que quando um planeta transita na frente de uma estrela com uma órbita de perfil para nós daqui da Terra, sua luminosidade diminui, sendo possível registrar seu trânsito pelo disco da estrela em observação.
(Fotometria de Trânsito: a curva de luz de uma estrela, devido à passagem de um exoplaneta em sua frente. Fonte da imagem: sites.google.com/site/exoplanetasesdm/metodos-de-deteccao-de-exoplanetas).
O grande problema desta técnica é que a órbita do exoplaneta tem de estar exatamente de perfil para nós aqui da Terra, caso contrário, não se tem como registrar a diminuição na luminosidade da estrela enquanto o exoplaneta transita em frente à mesma. Esta técnica nos permite calcular até mesmo a massa de um exoplaneta de maneira bem precisa e também calcular todos os seus dados orbitais, como por exemplo, seu período de Revolução (Translação) em torno da estrela de seu sistema planetário.
Outra técnica na Astrofísica é a Astrofotografia Direta. Esta técnica consiste em poder fotografar diretamente um Exoplaneta através de uma técnica de obscurecer a imagem da estrela e poder assim registrar na imagem o brilho refletido do exoplaneta por sua estrela mãe. O problema desta técnica é que ainda só é possível registrar Exoplanetas com um volume maior que o do planeta Júpiter, que possui 11 vezes o diâmetro da Terra! Já temos registrado vários Exoplanetas.
(Astrofotografia Direta: imagem real do Exoplaneta Formalhaut B. Fonte da imagem: http://www.siteastronomia.com/exoplanetas-planetas-extra-solares).
Mas, ainda só podemos detectá-los como pequenos pontos brilhantes perdidos entre miríades de estrelas. De qualquer forma, já temos imagens reais dos primeiros planetas fora do nosso sistema solar, o que significa um avanço científico enorme! A maioria das imagens reais dos exoplanetas é bem diferente das imagens criadas por artistas onde se imaginam como seriam esses novos mundos.
(Concepções artísticas de Exoplanetas – Fonte: www.google.com.br/imagens).
Atualmente já são mais de 1.700 Exoplanetas conhecidos e esse número vem aumentando muito rápido. Mas, as maiorias deles, não se encontram em regiões propícias para desenvolver formas de vida como conhecemos. Existem alguns fatores que temos de levar em conta para afirmarmos quais Exoplanetas podem desenvolver vida como na Terra. Um dos maiores problemas é conseguirmos imagens da superfície desses Exoplanetas, devido às distâncias astronômicas (sem trocadilho) que estão de nós. Para se ter uma ideia, a estrela mais próxima da Terra, a Próxima Centauri, se encontra a 4,2 anos-luz de nós. Isso significa, traduzindo em quilômetros, uma distância aproximada de 40 trilhões de quilômetros. Se for difícil imaginar esta distância para a estrela mais próxima de nós, imaginem para estrelas mais distantes ainda! Um ano-luz, é a distância percorrida por um raio de luz no vácuo durante 1 ano, a uma velocidade aproximadamente de 300.000 km/s. Com esta velocidade, a luz pode completar 7 voltas e meia em torno da Terra em apenas 1 segundo! Rápido? Nem tanto, para distâncias astronômicas.
A estrela Gliese, por exemplo, se encontra a 20,4 anos-luz da Terra, e é exatamente em torno dela que orbita o exoplaneta mais famoso descoberto até hoje, o Gliese C. Toda essa fama para o Gliese C vem da sua localização privilegiada em torno da estrela Gliese na constelação da Libra (Balança).
A Zona de Habitabilidade ( ZH )
O Exoplaneta Gliese C se encontra na chamada Zona de Habitabilidade (ZH) da estrela Gliese. A ZH é uma região da qual envolve uma estrela e determina a possibilidade de uma temperatura, luminosidade e radiações consideráveis para que um exoplaneta possa desenvolver água em estado líquido em sua superfície, caso seja um exoplaneta sólido e não apenas gasoso. Cada estrela tem sua ZH numa determinada região, de acordo com sua massa, temperatura e luminosidade próprias. Em nosso Sistema Solar, a ZH fica entre os planetas Vênus e Marte, que estão em seus limites, ou seja, Vênus está muito próximo do Sol e Marte no limite distante da ZH. A Terra se encontra exatamente no centro da ZH do Sol, o que nos torna privilegiados para desenvolver toda nossa Biodiversidade.
De todos os Exoplanetas até agora descobertos, o Gliese C é o que mais tem condições de ter desenvolvido água em estado líquido em sua superfície, e assim, se tornou o maior candidato pela Astrofísica a poder desenvolver a vida como conhecemos. Ainda estamos longe de sabermos se Gliese C é mesmo a nova Super Terra, já que ele possui um diâmetro de 1,5 vezes maior que a do nosso pequeno planeta azul.
(Desenho de Gliese C na ZH – Fonte da imagem: http://g1.globo.com/Noticias/Ciencia/0,,MUL26342-5603,00.html).
Num futuro próximo, teremos condições de poder analisar a composição atmosférica desses Exoplanetas com telescópios que serão colocados em orbita da Terra, podendo revelar quais componentes possui. Um dos traços desse componentes a serem procurados, será o gás Metano. O Metano é geralmente produzido por algumas formas de vida, mesmo que em formas de bactérias ou flora. As pesquisas nesta área irão avançar muito nos próximos anos e com certeza em menos de 1 década, já poderemos responder se algum Exoplaneta possui traços de Metano em sua atmosfera. Outros planetas estarão sendo descobertos por esses anos em suas ZH e com certeza farão parte do foco de estudos futuros para detecção de rastros de atividades biológicas em suas atmosferas por novos telescópios que estarão operando do espaço. Acredito que, em menos de 10 anos, poderemos ter uma confirmação de algum traço de atividade biológica em algum novo Exoplaneta.
Mundos habitáveis no Sistema Solar?
Sempre que falamos em procurar vida fora da Terra vem a nossa mente o famoso planeta vermelho, Marte. Atualmente o planeta vermelho esta sendo monitorado por várias sondas não tripuladas, o que vem aumentando significadamente os dados obtidos para se esclarecer de uma vez por todas a existência de água na superfície, pois em seu subsolo já esta comprovada essa presença.
Em Marte, existem traços geológicos de água corrente em superfície, traços esses, ocorridos num passado remoto. Ainda não se sabe o porquê a água hoje somente se encontra no subsolo e não mais na superfície do planeta. Um mistério ainda não solucionado entre tantos outros deste intrigante planeta vermelho. De qualquer forma, Marte é o planeta que possui maiores condições físico-químicas para poder desenvolver ou já ter desenvolvido qualquer forma de vida. Com a proposta da NASA de se construir uma base em Marte para futuras missões poderem explorar cientificamente este planeta, os astronautas que tiverem estes privilégios terão muito trabalho para conseguirem comprovar a tão sonhada vida marciana.
A radiação cósmica na superfície de Marte devido sua tênue atmosfera de gás carbônico é muito alta e isto se torna um grande obstáculo para a vida se desenvolver. Se num passado remoto Marte possuiu uma atmosfera mais densa devido a presença da água em sua superfície, pode ser o indício de que a vida pode ter existido ali. Hoje, com toda essa radiação, até mesmo as presenças dos astronautas com roupas especiais se tornam preocupantes para exploração de Marte. Por isso que se estuda a possibilidade de envio de robôs e não seres humanos para essa exploração em solo marciano. O problema, é que se têm dúvidas se um robô poderia realmente exercer o papel de um humano em todos os sentidos para se estudar sua superfície numa sensibilidade tal, que possibilite a real busca pela vida marciana.
Mas, em nosso sistema solar, Marte não é o único candidato a poder desenvolver ou ter desenvolvido a vida. Existem alguns outros astros que se destacam com suas características favoráveis, como por exemplo, o satélite natural de Júpiter, Europa. Este satélite Joviano, possui uma crosta congelada e abaixo dela existe uma grande quantidade de água em estado líquido. Este astro será objeto de estudos nos próximos anos. O efeito gravitacional de Júpiter sobre Europa é muito mais forte que o efeito da Terra sobre a Lua, devido a massa de Júpiter. Essa força gravitacional exercida sobre Europa pode provocar um aquecimento na água abaixo da crosta devido a movimentos convectivos no interior de Europa provocado por Júpiter.
A temperatura na superfície de Europa está em torno de mais de 100 graus Centígrados negativo, mas este efeito gravitacional faz com que a água possa se manter líquida em seu interior. Havendo água, a questão é saber se existem moléculas orgânicas em Europa. Esta resposta terá com certeza nos próximos anos, pois deverá haver uma missão não tripulada para pousar na superfície de Europa num futuro não tão distante. Júpiter é quase um Sistema Solar em miniatura. Esse planeta emite ao espaço 2,5 vezes mais calor do que recebe do Sol. Na verdade, Júpiter é considero uma protoestrela, ou seja, uma quase estrela.
Se ele possuísse um pouco mais de massa, poderia ter condições de realizar reações termonucleares em seu núcleo, se transformando numa estrela. Para nossa sorte, isso não acontece, pois se assim fosse, com duas estrelas em nosso sistema, seria difícil a Terra ter uma órbita estável e poder evoluir a vida que desenvolveu. Assim, em outros sistemas planetários, se espera que para um melhor desenvolvimento da vida e uma evolução sem muitos cataclismos naturais, um planeta habitável em sua ZH se desenvolva melhor em sistemas com apenas uma única estrela como o nosso. Sistemas planetários com duas ou mais estrelas, seria mais complicado para a vida se desenvolver, aumentando em muito as variáveis para que isso seja possível. Então as buscas por novos sistemas planetários se resumem em sistemas com uma única estrela.
Um dos satélites de Saturno, Titã, também possui condições interessantes para poder ser estudado com mais detalhes. É o único satélite natural de nosso sistema solar que possui uma atmosfera considerável. Esta atmosfera tem semelhança com a atmosfera que nosso planeta possuía a 3,5 bilhões de anos atrás, se tornando também um candidato a busca de vida fora da Terra. Titã já foi visitado por uma sonda não tripulada e se descobriu lagos e rios de Metano líquido, o que aumentou a possibilidade desse satélite natural vir a desenvolver formas biológicas ou já ter desenvolvido. Há a necessidade de uma nova missão a Titã para se obter mais dados e assim se poder confirmar ou não essas suspeitas sobre essa intrigante lua de Saturno.
Além de Titã, Saturno possui outro Satélite Natural de destaque, Encéladus (Encélado). Este pequeno satélite de apenas 498,8 km de diâmetro equatorial possui atividades geológicas interessantes. Já se registrou nesta lua, a presença de vapor de água como uma fina e tênue atmosfera originada de atividades em sua superfície. A sonda Cassini recentemente parece ter encontrado provas da existência de reservatórios de água líquida que entra em erupção ao estilo de gêiseres (que podem atingir mais de cem metros de altitude devida à reduzida força gravitacional na superfície dessa lua). A existência deste tipo de atividade geológica num mundo tão pequeno e frio acrescenta significativamente o número de habitats com capacidade de sustentar organismos vivo em nosso inexplorado sistema solar.
(Imagem de gêiseres em Encéladus – Fonte da imagem: http://www.huffingtonpost.fr/2014/04/04/eau-saturne-ocean-encelade_n_5089260.html).
Qual pode ser a aparência de um possível ET?
Uma pergunta intrigante que sempre nos fazemos, é como pode ser fisicamente uma forma de vida alienígena, ou seja, como se parece um ET? A Astrofísica pode dar algumas opiniões levando em conta a condição físico-química do Exoplaneta. Por exemplo, num planeta que possua uma atmosfera densa, deverá possuir uma baixa luminosidade em sua superfície, obrigando assim as suas formas de vida nele existente, a desenvolver órgãos de visão mais aguçados, ou seja, olhos grandes para captar mais luz. Se o planeta possuir uma massa maior que a Terra, possuirá um a gravidade maior também, isto quer dizer que, as formas de vida desse planeta sofrem maior força gravitacional, fazendo com que suas formas de vida sejam de estaturas menores do que temos na Terra. Já no caso contrário, um planeta com baixa gravidade possibilitaria desenvolver formas de vida de estaturas maiores do que nós humanos.
CHONPS: a base da vida como nós conhecemos
A vida na Terra é à base de alguns elementos químicos que fazem parte de todas as formas de vida que conhecemos nos fazendo pensar que, no Universo como um todo isso pode sim ser uma regra. Esses elementos são: Carbono (C), Hidrogênio (H), Oxigênio (O), Nitrogênio (N), Fósforo (P) e Enxofre (S). Chamamos esta combinação de CHONPS.
Mas, será que toda a vida no Universo está realmente baseada no CHONPS? Existe algum Exoplaneta que possa desenvolver condições climáticas, físicas e químicas para que uma forma de vida se desenvolva sem necessitar do CHONPS? Esta é uma pergunta que ainda não temos a resposta. Com tudo isto em jogo, podemos imaginar que a biodiversidade de formas de vida fora da Terra seja realmente excitante, podendo haver seres de todas as formas inimagináveis por nós! Apesar de paradoxal, imaginar formas inimagináveis nos faz entender que ainda estamos apenas engatinhando nesta nova fronteira das descobertas cósmicas.
O Universo é o palco onde a vida se desenvolve e nós ainda somos apenas os espectadores assistindo o desenrolar dessa história, sem prever o seu final! Acredito que, realmente a Astrofísica, nos trará muitas respostas, mas também muitas novas perguntas sobre este intrigante tema da vida fora da Terra. Somente o implacável Tempo, poderá nos ajudar a obter essas respostas, então só nos resta esperar e assistir o desenrolar este espetáculo do Cosmos!