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Pergunte a Ethan: uma civilização alienígena classificaria a Terra como um planeta 'interessante'?

A ‘Terra 2.0’ ideal será um planeta do tamanho da Terra e massa da Terra a uma distância semelhante da Terra ao Sol de uma estrela muito parecida com a nossa. Ainda temos que encontrar um mundo assim, mas estamos trabalhando duro para estimar quantos desses planetas podem estar lá fora em nossa galáxia. Com tantos dados à nossa disposição, é intrigante o quão variadas são as diferentes estimativas. (NASA AMES/JPL-CALTECH/T. PYLE)

Se eles nos vissem como éramos antes da recente revolução industrial, haveria alguma razão para se preocupar particularmente conosco?

Em todo o Universo, trilhões de galáxias podem ser vistas, cada uma contendo tipicamente bilhões e bilhões de estrelas. Aqui na Terra, a vida não apenas surgiu, prosperou e tornou-se complexa e diferenciada, mas inteligente, tecnologicamente avançada e até mesmo espacial, até certo ponto. Mas esses últimos avanços – levando-nos às eras do espaço e da informação – são extremamente recentes, e o espaço é enorme. Se uma civilização alienígena nos visse, pareceríamos interessantes da perspectiva deles? Tayte Taliaferro quer saber, perguntando:

Eu estava pensando na projeção de luz através do espaço. Minha cortina estava aberta e eu vi as estrelas e algo de um livro apareceu na minha cabeça. Ele disse que as estrelas que vemos são basicamente reprises. A luz é de muito tempo atrás, nem sabemos se a estrela ainda existe ou não.

... Quaisquer sinais que enviemos, ou mudanças em nosso planeta que possam ser observáveis ​​para provar que vida inteligente vive aqui, levariam bilhões de anos para alcançar qualquer coisa viva e capaz de responder! O que você acha?

Eu acho que essas são ótimas questões para refletir, e que a ciência tem muito a dizer sobre o que os alienígenas veriam ao olhar para a Terra.

As órbitas dos oito planetas principais variam em excentricidade e na diferença entre periélio (aproximação mais próxima) e afélio (distância mais distante) em relação ao Sol. Não há nenhuma razão fundamental para que alguns planetas sejam mais ou menos excêntricos do que outros; é simplesmente o resultado das condições iniciais das quais o Sistema Solar se formou. No entanto, as chances de um trânsito são muito maiores para um planeta interno como Mercúrio, que faz 4 desses trânsitos a cada ano terrestre e tem quase 2% de chance de um bom alinhamento, do que qualquer um dos planetas externos, que levam mais tempo para transitar e têm chances muito menores de um alinhamento bom o suficiente. (NASA / JPL-CALTECH / R. HURT)

Em nosso Sistema Solar, a Terra é um planeta rochoso com uma atmosfera fina que orbita nosso Sol no que chamamos de zona habitável: a uma distância onde a água líquida, dada uma atmosfera semelhante à da Terra, pode existir de forma estável na superfície do planeta. Marte e Vênus também podem estar nessa região do espaço, mas Vênus atualmente é muito quente e Marte é muito frio (e com uma atmosfera muito fina) para que a vida semelhante à Terra prospere lá.

Atualmente, nossos dois métodos mais prolíficos para encontrar planetas fora do Sistema Solar são:

1. o método de oscilação estelar, onde um planeta em órbita puxa sua estrela-mãe, fazendo-a oscilar ao longo da linha de visão do observador e permitindo aos cientistas determinar o período e a massa do planeta (até a incerteza de sua orientação orbital), e
2. o método de trânsito, onde um planeta em órbita transita pela face de sua estrela-mãe da perspectiva de um observador externo, periodicamente fazendo com que a estrela-mãe escureça à medida que o disco do planeta bloqueia uma parte da luz da estrela.

O trânsito principal (L) e a detecção do exoplaneta mergulhando atrás da estrela-mãe (R) do exoplaneta Kepler KOI-64. A principal queda de fluxo é como os trânsitos planetários são inicialmente encontrados; a informação adicional ajuda o cientista a determinar propriedades além do raio e do período orbital. (LISA J. ESTEVES, ERNST J. W. DE MOOIJ E RAY JAYAWARDHANA, VIA HTTP://ARXIV.ORG/ABS/1305.3271 )

Se uma civilização alienígena suficientemente avançada estivesse examinando a Terra de uma grande distância, e por acaso estivéssemos na orientação certa para o nosso mundo transitar pela face do Sol a partir de sua perspectiva, eles teriam razões extraordinárias para ter esperança em descobrir nosso mundo era habitado.

É verdade: a luz só pode viajar a uma velocidade finita (a velocidade da luz), o que significa que mesmo as estrelas mais próximas só agora estão recebendo sinais do nosso planeta que foram emitidos anos ou décadas atrás. Estrelas mais distantes dentro de nossa galáxia veem a Terra como ela era séculos ou milênios atrás, enquanto observadores em galáxias distantes nos veem como éramos milhões ou mesmo bilhões de anos atrás. Ainda assim, as assinaturas de que nosso planeta é habitado podem ser encontradas até mesmo a alguns bilhões de anos-luz de distância, pois os alienígenas podem obter um espectro da atmosfera da Terra sempre que ocorre um trânsito.

Esta é uma ilustração dos diferentes elementos do programa de exoplanetas da NASA, incluindo observatórios terrestres, como o Observatório WM Keck, e observatórios espaciais, como Hubble, Spitzer, Kepler, Transiting Exoplanet Survey Satellite, James Webb Space Telescope, Wide Field Telescópio Infrared Survey e futuras missões. O poder do TESS e James Webb combinados revelarão as exoluas mais parecidas com a Lua até hoje, possivelmente até na zona habitável de sua estrela, enquanto telescópios terrestres de 30 metros, WFIRST e possivelmente um observatório espacial de próxima geração como LUVOIR ou O HabEx é necessário para encontrar verdadeiramente o que a humanidade sonha há tanto tempo: um mundo habitado fora do nosso Sistema Solar. (NASA)

À medida que a Terra passa na frente do Sol (ou qualquer planeta passa na frente de sua estrela-mãe), a luz da estrela que colide com:

• a superfície da Terra simplesmente fica bloqueada, causando uma queda de fluxo anunciando a presença do planeta,
• absolutamente nada, perdendo o planeta completamente, simplesmente flui livremente da estrela para o observador, formando a luz de fundo,
• a atmosfera da Terra (mas não a superfície) passará em grande parte, mas os átomos e moléculas presentes absorverão uma fração dessa luz.

A luz absorvida excitará os átomos ou moléculas com os quais colidem, o que pode resultar em uma característica de absorção ou emissão aparecendo no espectro atmosférico. Já usamos essa técnica para descobrir átomos como hidrogênio e hélio – e até moléculas como água – nas atmosferas de planetas além do nosso próprio Sistema Solar.

Quando um planeta transita na frente de sua estrela-mãe, parte da luz não é apenas bloqueada, mas se uma atmosfera estiver presente, filtra-se através dela, criando linhas de absorção ou emissão que um observatório suficientemente sofisticado poderia detectar. Se houver moléculas orgânicas ou grandes quantidades de oxigênio molecular, podemos encontrar isso também. em algum momento no futuro. É importante que consideremos não apenas as assinaturas de vida que conhecemos, mas de vida possível que não encontramos aqui na Terra. (ESA / DAVID SING)

Se uma civilização alienígena fosse capaz de observar nosso planeta em qualquer ponto nos últimos 2 a 2,5 bilhões de anos, eles descobririam um planeta cuja atmosfera era composta principalmente de gás nitrogênio, mas com uma fração muito grande e substancial também de oxigênio molecular. O vapor de água e o gás argônio representariam cerca de 1% da atmosfera cada, e então haveria vestígios de dióxido de carbono, metano, ozônio e alguns outros compostos notáveis.

Essa combinação de gases seria uma arma fumegante para a vida se a encontrássemos em um mundo diferente do nosso. Conhecemos alguns caminhos inorgânicos para chegar a quantidades substanciais de oxigênio em um planeta, mas atingir um nível de 5% ou mais parece ser extremamente desfavorável sem vida. A presença de oxigênio em uma atmosfera principalmente de nitrogênio é ainda mais favorável à vida e, portanto, se a Terra transitasse pela face do Sol para uma civilização alienígena, seríamos um mundo tremendamente interessante, mesmo durante a era dos dinossauros.

Embora as proporções exatas dos diferentes componentes atmosféricos da Terra ao longo de toda a sua história sejam desconhecidas, havia grandes quantidades de metano presentes na atmosfera antes de 2,5 bilhões de anos atrás e praticamente nenhum oxigênio. Com a chegada do oxigênio, o metano foi destruído e começou a maior era glacial do planeta. No entanto, essas mudanças atmosféricas foram impulsionadas por processos biológicos; a detecção de uma atmosfera biologicamente alterada pode ser nosso primeiro indício de vida alienígena além do Sistema Solar. (VICTOR PONCE / UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SAN DIEGO)

Essa é uma maneira sólida de procurar mundos potencialmente habitados, mas só funciona para planetas que estão alinhados por acaso com sua estrela-mãe do ponto de vista de um observador externo distante. É como os futuros observatórios, como o Telescópio Espacial James Webb ou os telescópios terrestres de 30 metros atualmente em construção, planejam pesquisar os mundos em trânsito mais próximos da Terra em busca de possíveis bioassinaturas.

No entanto, certamente perderemos a maioria dos mundos habitados se a técnica de trânsito for a única que usarmos. Se o alinhamento estiver errado, mesmo que seja por uma pequena quantidade – uma fração de grau para um planeta como a Terra – o trânsito simplesmente não ocorrerá e não teremos como sondar seu conteúdo atmosférico. Mas toda a esperança não está perdida, porque há outra técnica que não depende de um alinhamento de sorte e pode ser trazida ao nosso alcance com melhorias previsíveis na tecnologia: a imagem direta.

Esta imagem de luz visível do Hubble mostra o planeta recém-descoberto, Fomalhaut b, orbitando sua estrela-mãe. Esta é a primeira vez que um planeta foi observado além do sistema solar usando luz visível. No entanto, será necessário um avanço adicional na imagem direta para revelar uma exolua, ou assinaturas avançadas que podem ser atribuídas a alienígenas inteligentes. (NASA, ESA, P. KALAS, J. GRAHAM, E. CHIANG E E. KITE (UNIVERSIDADE DA CALIFÓRNIA, BERKELEY), M. CLAMPIN (NASA GODDARD SPACE FLIGHT CENTER, GREENBELT, MD.), M. FITZGERALD (LAWRENCE LABORATÓRIO NACIONAL DE LIVERMORE, LIVERMORE, CALIF.), E K. STAPELFELDT E J. KRIST (NASA JET PROPULSION LABORATORY, PASADENA, CALIF.))

Devido ao poder do Telescópio Espacial Hubble (e, mais tarde, da óptica adaptativa terrestre), já tiramos nossas primeiras imagens diretas de exoplanetas e até os testemunhamos orbitando ativamente suas estrelas-mãe. Ao utilizar instrumentos como um coronógrafo ou uma sombra estelar, podemos bloquear a luz da estrela-mãe que o planeta potencialmente habitado orbita, visualizando apenas o planeta de interesse.

A partir de um único pixel, se estivermos dispostos a esperar e observar o mundo distante por um longo período de tempo, poderemos não apenas dizer se ele é habitado ou não, mas também podemos procurar algumas das características mais marcantes que encontramos no Terra. Ao tirar uma imagem direta de um planeta e quantificar os vários comprimentos de onda de luz que chegam em momentos diferentes, há uma lista muito longa de propriedades que podemos aprender.

O conceito Starshade pode permitir imagens diretas de exoplanetas já na década de 2020. Este desenho conceitual ilustra um telescópio usando uma sombra de estrela, permitindo-nos visualizar os planetas que orbitam uma estrela enquanto bloqueiam a luz da estrela para mais de uma parte em 10 bilhões. (NASA E NORTHROP GRUMMAN)

A partir de mudanças de curto período e assinaturas espectroscópicas recorrentes, poderíamos determinar qual é o período orbital do planeta.

A partir das cores do planeta, podemos determinar quanto do mundo está coberto de água versus terra versus gelo e detectar a presença de nuvens, se existirem.

Ao longo de um ano (onde o planeta faz uma revolução completa em torno de sua estrela-mãe), podemos determinar:

• suas propriedades orbitais (das fases),
• se as massas de terra ficam verdes e marrons e verdes novamente com o passar das estações (a partir de observações fotométricas),
• e, com tecnologia avançada o suficiente, poderíamos até determinar se há iluminação artificial de qualquer tipo iluminando inesperadamente o lado noturno do planeta.

Esta imagem composta da Terra à noite mostra os efeitos da iluminação artificial em como nosso planeta aparece ao longo da parte que não é iluminada pela luz solar. Esta imagem foi construída com base em dados de 1994 e 1995, e os 25 anos seguintes viram um aumento de aproximadamente duas vezes na quantidade de luz que os humanos criam à noite na Terra. Conquistamos a noite, mas apenas com um grande custo ambiental. Com um telescópio avançado o suficiente, uma civilização alienígena poderia detectar essas luzes artificiais e inferir que a Terra é habitada por 'alienígenas' inteligentes (CRAIG MAYHEW E ROBERT SIMMON, NASA GSFC; DATA FROM MARC IMHOFF/NASA GSFC & CHRISTOPHER ELVIDGE/NOAA NGDC )

Para um observador localizado a menos de 100 anos-luz de distância, essa iluminação artificial seria visível para um telescópio grande o suficiente e otimizado para visualizar esse tipo de luz fraca. É um feito incrível da tecnologia que os seres humanos tenham conquistado a escuridão da noite através da iluminação artificial, mas há um custo: a perda da escuridão natural que plantas, animais e outras criaturas vivas adaptaram a bilhões de anos de evolução.

No entanto, há um benefício que muitas vezes não consideramos: o fato de termos modificado a aparência natural do nosso planeta significa que uma espécie alienígena suficientemente inteligente nos observando poderia inferir a existência de uma espécie que altera o planeta. Não é um slam dunk, mas tal assinatura é um forte indício de que o planeta não é apenas habitado, mas habitado por uma espécie inteligente e tecnologicamente avançada.

À esquerda, uma imagem da Terra da câmera DSCOVR-EPIC. À direita, a mesma imagem degradada para uma resolução de 3 x 3 pixels, semelhante ao que os pesquisadores verão em futuras observações de exoplanetas. (NOAA/NASA/STEPHEN KANE)

Sem um segundo exemplo de vida no Universo, podemos apenas especular sobre quais são as chances de a vida surgir em um planeta potencialmente habitável. Pode haver bilhões de outros mundos na galáxia com vida neles agora, ou a Terra pode ser a única. Pode haver vida complexa que se sustenta por centenas de milhões ou mesmo bilhões de anos em uma infinidade de planetas na Via Láctea, ou pode ser a Terra.

E, finalmente, pode haver milhares de espécies alienígenas em nossa galáxia, ou os seres humanos podem ser as criaturas mais avançadas de todo o Universo visível. Até encontrarmos um segundo exemplo de vida para saber que não estamos sozinhos, tudo o que podemos fazer é especular e impor limites ao que não existe.

Existem quatro exoplanetas conhecidos orbitando a estrela HR 8799, todos mais massivos que o planeta Júpiter. Esses planetas foram todos detectados por imagens diretas obtidas durante um período de sete anos, com os períodos desses mundos variando de décadas a séculos. Como em nosso Sistema Solar, os planetas internos giram em torno de sua estrela mais rapidamente, e os planetas externos giram mais lentamente, conforme previsto pela lei da gravidade. Com a próxima geração de telescópios como JWST, GMT e ELT, poderemos medir planetas semelhantes à Terra ou super-Terra em torno das estrelas mais próximas de nós. (JASON WANG/CHRISTIAN MAROIS)

Os mesmos sinais que estamos buscando de outras civilizações – assinaturas atmosféricas, características de superfície que evoluem de uma maneira particular, satélites e naves espaciais, até mesmo sinais deliberados e ricos em informações como ondas de rádio FM – tornam nossa própria civilização detectável por igual (ou mais ) extraterrestres avançados. Mesmo de uma grande distância, uma Terra habitada seria identificável, mas uma Terra habitada por seres tecnologicamente avançados só é detectável para aquelas civilizações próximas o suficiente para nos ver em nosso estado recentemente alcançado.

Embora a maioria das galáxias no Universo esteja a muitos bilhões de anos-luz de distância, existem milhões e milhões de estrelas localizadas a apenas algumas centenas de anos-luz da Terra. Isso significa milhões de planetas, milhões de chances de vida e até milhões de possibilidades para alienígenas inteligentes. Se mesmo um desses mundos próximos for habitado, mesmo as grandes distâncias cósmicas não nos impedirão de descobrir sobre eles, assim como eles serão mais do que capazes de descobrir sobre nós também.

A velocidade da luz pode ser um fator limitante, mas com tempo suficiente, o impacto dos seres humanos será visível para qualquer ser que resida em qualquer uma das mais de 60 bilhões de galáxias. Pode não ser a conversa mais rápida, mas encontrar uma única instância de vida alienígena além da Terra mudaria nossa concepção de existência para sempre. Mal posso esperar para descobrirmos!

Envie suas perguntas Ask Ethan para beginwithabang no gmail ponto com !

Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium graças aos nossos apoiadores do Patreon . Ethan é autor de dois livros, Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .

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