Metal

Jun 02, 2023

Estrelas que contêm quantidades comparativamente grandes de elementos pesados ​​fornecem condições menos favoráveis ​​para o surgimento de vida complexa do que estrelas pobres em metais, como descobriram cientistas dos Institutos Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar e Química, bem como da Universidade de Göttingen .a equipe mostrou como a metalicidade de uma estrela está ligada à capacidade de seus planetas se cercarem de uma camada protetora de ozônio. Crucial para isso é a intensidade da luz ultravioleta que a estrela emite para o espaço, em diferentes faixas de comprimento de onda. O estudo fornece aos cientistas que pesquisam o céu com telescópios espaciais em busca de sistemas estelares habitáveis ​​com pistas importantes sobre onde esse empreendimento pode ser particularmente promissor. Também sugere uma conclusão surpreendente: à medida que o universo envelhece, torna-se cada vez mais hostil ao surgimento de vida complexa em novos planetas.

Na busca por planetas habitáveis ​​ou mesmo habitados orbitando estrelas distantes, os pesquisadores nos últimos anos têm se concentrado cada vez mais nos envelopes de gás desses mundos. Os dados observacionais mostram evidências de uma atmosfera? Talvez contenha gases como oxigênio ou metano, que na Terra são produzidos quase exclusivamente como produtos metabólicos de formas de vida? Nos próximos anos, essas observações serão levadas a novos limites: o Telescópio James Webb da NASA permitirá não apenas caracterizar as atmosferas de grandes gigantes gasosos como Super-Netunos, mas também analisar pela primeira vez os sinais espectrográficos muito mais fracos de atmosferas de planetas rochosos.

Com a ajuda de simulações numéricas, o estudo atual, publicado na Nature Communications, agora se volta para o conteúdo de ozônio nas atmosferas dos exoplanetas. Como na Terra, este composto de três átomos de oxigênio pode proteger a superfície do planeta (e as formas de vida que residem nele) da radiação ultravioleta (UV) que danifica as células. Uma camada protetora de ozônio é, portanto, um pré-requisito importante para o surgimento de vida complexa. “Queríamos entender quais propriedades uma estrela deve ter para que seus planetas formem uma camada protetora de ozônio”, explica Anna Shapiro, cientista do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar e primeira autora do estudo atual.

Como costuma acontecer na ciência, essa ideia foi desencadeada por uma descoberta anterior. Três anos atrás, pesquisadores liderados pelo Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar compararam as variações de brilho do Sol com as de centenas de estrelas semelhantes ao Sol. O resultado: a intensidade da luz visível de muitas dessas estrelas flutua muito mais fortemente do que no caso do Sol. "Vimos picos enormes de intensidade", diz Alexander Shapiro, que esteve envolvido nas análises de três anos atrás e no estudo atual. "Portanto, é bem possível que o Sol também seja capaz de tais picos de intensidade. Nesse caso, também a intensidade da luz ultravioleta aumentaria dramaticamente", acrescenta. “Então, naturalmente, nos perguntamos o que isso significaria para a vida na Terra e como seria a situação em outros sistemas estelares”, diz Sami Solanki, diretor do Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar e coautor de ambos os estudos.

Na superfície de cerca de metade de todas as estrelas em torno das quais os exoplanetas orbitam, as temperaturas variam de cerca de 5.000 a cerca de 6.000 graus Celsius. Em seus cálculos, os pesquisadores, portanto, se voltaram para esse subgrupo. Com uma temperatura de superfície de aproximadamente 5.500 graus Celsius, o Sol também é um deles. "Na química atmosférica da Terra, a radiação ultravioleta do Sol desempenha um papel duplo", explica Anna Shapiro, cuja pesquisa anterior se concentrou na influência da radiação solar na atmosfera da Terra. Em reações com átomos de oxigênio individuais e moléculas de oxigênio, o ozônio pode ser criado e destruído. Enquanto a radiação UV-B de onda longa destrói o ozônio, a radiação UV-C de onda curta ajuda a criar ozônio protetor no meio da atmosfera. “Portanto, era razoável assumir que a luz ultravioleta também pode ter uma influência complexa semelhante nas atmosferas dos exoplanetas”, acrescenta o astrônomo. Os comprimentos de onda precisos são cruciais.