• Começa Com Um Estrondo

A vida alienígena será descoberta pela primeira vez na Europa, em exoplanetas ou em extraterrestres?

Concepção artística de mundos em torno de PSR 1257+12, o primeiro sistema (descoberto em 1992) com planetas extra-solares verificados. Os sistemas pulsares podem ter planetas, mas eles próprios não são indicativos de alienígenas. Pelo menos, não como reconhecemos uma inteligência alienígena. (NASA/JPL-CALTECH/R. HURT (SSC))

Existem três maneiras possíveis de encontrar vida alienígena. Com todas essas chances, a única questão é qual virá primeiro.

Dado tudo o que a humanidade aprendeu sobre o Universo, parece altamente improvável que a Terra seja o único planeta com vida nele. A Terra é apenas um dos muitos mundos em nosso Sistema Solar com uma superfície rochosa, uma atmosfera fina e água – potencialmente até na fase líquida – sobre ou abaixo de sua superfície. Nossa própria Via Láctea contém centenas de bilhões de estrelas, quase todas com planetas, alguns dos quais podem ser habitáveis ​​ou até habitados.

E além da nossa Via Láctea, existem cerca de dois trilhões de galáxias espalhadas pelo Universo observável. Os ingredientes brutos para a vida, incluindo os átomos e moléculas orgânicas dos quais todos os processos biológicos conhecidos são construídos, são encontrados em todos os lugares que olhamos, de dentro de meteoritos a nuvens de gás no espaço interestelar aos discos protoplanetários que formam novas estrelas. A questão não deveria ser se há vida lá fora no Universo, mas como vamos encontrá-la primeiro.

Uma ilustração de como seria o primeiro contato se uma nave alienígena chegasse em terra na Terra. (ANDRÉS NIETO PORRAS)

Existem, neste momento, quatro maneiras de procurar vida alienígena, desde a mais passiva até a mais ativa.

1. Aguarde a chegada deles . Supondo que existam alienígenas, alguns podem ser viajantes espaciais e capazes de visitar a Terra. Tudo o que precisamos fazer, se quisermos explorar essa opção, é esperar.
2. Procure por sinais que eles estão transmitindo ativamente agora . Se houver extraterrestres inteligentes por aí, eles podem estar gerando assinaturas detectáveis ​​e reveladoras de sua existência. Procurar por esses sinais pode revelá-los.
3. Procure bioassinaturas diretamente em outros planetas . Extraterrestres que não são tecnologicamente avançados são provavelmente mais comuns, e se pudermos descobrir suas assinaturas em outros mundos através de uma observação cuidadosa e intrincada, isso pode revelar vida extraterrestre.
4. Procure organismos vivos reais em mundos que podemos visitar . Nos mundos que podemos observar e medir de perto, como dentro do nosso Sistema Solar, organismos individuais que não descendem da vida baseada na Terra seriam uma revolução.

Embora nossos sonhos de fazer contato com uma civilização alienígena tenham sido tradicionalmente enraizados em uma visita direta ou na captação de um sinal inteligente transmitido por toda a galáxia, estas permanecem possibilidades de longo prazo. Mas a tecnologia real pode nos permitir encontrar mundos onde a vida é abundante e onipresente muito mais cedo do que poderíamos esperar com base nesta loteria cósmica. (DANIELLE FUTSELAAR)

Mesmo se incluirmos esforços como o METI, onde os humanos transmitem ativamente sinais destinados a enviar mensagens a extraterrestres inteligentes que poderiam recebê-los, todas as opções que dependem de comunicação intencional ou interações com vida alienígena se enquadram no mesmo guarda-chuva. Talvez a vida alienígena que encontraremos primeiro já esteja sendo transmitida ativamente (ou esteja viajando pelo espaço), e nossas capacidades de detecção estejam quase lá. Se tivermos sorte, como alguns afirmam que devemos , faremos o primeiro contato em nossas vidas.

Mas apesar enormes quantidades de dados (múltiplos petabytes) captados em muitos comprimentos de onda de luz diferentes, particularmente em uma variedade de bandas de rádio, não foram detectados quaisquer sinais convincentes. Procurar ativamente por inteligência extraterrestre é como jogar na loteria onde não sabemos quais são as probabilidades. Mesmo que comprássemos um bilhete para todos os outros sistemas estelares da nossa galáxia, talvez nunca tivéssemos a sorte grande.

Hoje, sabemos de mais de 4.000 exoplanetas confirmados, com mais de 2.500 dos encontrados nos dados do Kepler. Esses planetas variam em tamanho, desde maiores que Júpiter até menores que a Terra. No entanto, devido às limitações do tamanho do Kepler e da duração da missão, a maioria dos planetas são muito quentes e próximos de sua estrela, com pequenas separações angulares. O TESS tem o mesmo problema com os primeiros planetas que está descobrindo: eles são preferencialmente quentes e em órbitas próximas. Somente através de observações dedicadas e de longo período (ou imagens diretas) seremos capazes de detectar planetas com órbitas de período mais longo (ou seja, de vários anos). Observatórios novos e de futuro próximo estão no horizonte e devem revelar novos mundos onde agora existem apenas lacunas. (NASA/AMES RESEARCH CENTER/JESSIE DOTSON E WENDY STENZEL; MUNDOS SEM TERRA POR E. SIEGEL)

Mas dois outros esforços podem encontrar vida alienígena ainda mais rápido, independentemente da existência de alienígenas inteligentes. A explosão de exoplanetas descobertos - que agora excede 4.000 e continua a aumentar - levanta a possibilidade tentadora de que possamos examinar as superfícies e atmosferas desses mundos (assim como os ainda não descobertos), determinando se eles possuem atividade biológica ou não.

À medida que avançamos da era dos telescópios terrestres da classe de 10 metros para os telescópios da classe de 30 metros, nossa resolução e poder de coleta de luz melhorarão tremendamente, permitindo a detecção e a imagem direta de planetas do tamanho da Terra em torno de estrelas semelhantes ao Sol e menor. Propostas baseadas no espaço, como HabEx e LUVOIR, poderiam usar coronógrafos e/ou sombras estelares não apenas para tirar fotos desses planetas diretamente, mas para dividir sua luz em comprimentos de onda individuais e medir as mudanças nessa luz ao longo do tempo.

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. Os melhores limites atuais revelaram apenas atmosferas do tamanho de Saturno em torno de estrelas semelhantes ao Sol e atmosferas do tamanho de Netuno em torno de anãs vermelhas. (ESA / DAVID SING)

Se você pudesse pegar um espectro do planeta Terra, mesmo de longe, notaria algumas coisas extraordinárias. Entre outras assinaturas, você poderá encontrar imediatamente:

• que nossa atmosfera era composta principalmente de nitrogênio e oxigênio,
• com quantidades detectáveis ​​de dióxido de carbono, metano e ozônio,
• com dicas de compostos ultracomplexos criados pelo homem, como clorofluorcarbonos,
• e muito mais.

Se existem outros mundos lá fora que tiveram vida transformando a atmosfera de seu planeta ao longo de bilhões de anos, tanto a imagem direta quanto a espectroscopia de trânsito podem revelá-los . Contanto que você possa quebrar a luz da atmosfera de um planeta em seus comprimentos de onda individuais, esse tipo de dado pode ser transformado em um mapa molecular bruto da composição da atmosfera.

Uma das duas equipes que estudaram o exoplaneta K2-18b, descoberto pela missão K2 do Kepler, conseguiu extrair um sinal de água dos dados de trânsito. No entanto, é vapor de água, não água líquida, e apenas em alguns cenários atmosféricos (não testados) a água líquida neste mundo é uma possibilidade. (B. BENNEKE ET AL. (2019), ARXIV:1989.04642)

Além da espectroscopia, um planeta habitado ofereceria pistas simples para a atividade biológica, mesmo que ocupasse apenas um único pixel em um detector. Se o planeta tivesse cobertura de nuvens variável e parcial, seríamos capazes de detectar isso. Se tivesse continentes e oceanos, a rotação e as cores do planeta revelariam isso. Se ele esverdeasse e escurecesse com as estações, ou se as calotas polares crescessem e retrocedessem à medida que o planeta orbitava sua estrela, até imagens diretas brutas poderiam nos mostrar isso.

E assim como a Terra emite sua própria luz não natural à noite, um instrumento sensível o suficiente pode ser capaz de detectar a iluminação artificial de uma civilização noturna. O que serve como mera poluição luminosa em nosso mundo hoje pode ser um farol para uma espécie alienígena suficientemente curiosa e suficientemente avançada que estava nos procurando. À medida que o século 21 se desenrola, nossas capacidades de detecção podem aumentar para tornar essa possibilidade uma realidade.

A Terra emite sinais eletromagnéticos à noite, mas seria preciso um telescópio de resolução incrível para criar uma imagem como essa a anos-luz de distância. Os seres humanos se tornaram uma espécie inteligente e tecnologicamente avançada aqui na Terra, mas mesmo que esse sinal fosse espalhado, ainda poderia ser detectado por imagens diretas de próxima geração. (OBSERVATÓRIO DA TERRA DA NASA/NOAA/DOD)

Mas o contato direto com extraterrestres e encontrar bio-assinaturas (ou, talvez mais precisamente, bio-dicas) em torno de exoplanetas são apenas duas das três principais possibilidades para descobrir vida alienígena. O mais próximo de casa, e o terceiro maior concorrente da corrida, é procurar organismos biológicos genuínos que prosperem em outros mundos em nosso Sistema Solar.

Embora existam várias possibilidades para concretizar essa busca, elas se enquadram em três classes:

1. A vida em uma atmosfera, como em Vênus, onde as condições a uma altitude de ~60 milhas são aproximadamente a mesma temperatura, pH e pressão atmosférica que estão na superfície da Terra.
2. A vida na superfície de um mundo rochoso, seja com água líquida subterrânea ou transitória (como em Marte) ou com poças de líquido (como o metano fornecido em Titã) diretamente na superfície.
3. Ou a vida emergindo no oceano líquido que vive sob a superfície congelada de um dos muitos mundos candidatos: Europa, Encélado, Tritão, Plutão, etc.

Existem vários caminhos potenciais para o metano ser produzido em Marte, incluindo o biológico e o geológico. Também é possível que ambos contribuam, e a missão Mars 2020 da NASA possa descobrir a diferença entre os dois cenários. (NASA/JPL-CALTECH/ESA/DLR/FU-BERLIN/MSSS)

Ao contrário das outras possibilidades, a proximidade desses mundos significa que podemos enviar sondas espaciais – ou se os recursos permitirem, uma missão tripulada – capaz de encontrar diretamente organismos vivos em outro mundo. No topo das nuvens de Vênus, a vida unicelular pode estar prosperando em condições muito semelhantes àquelas onde as bactérias são conhecidas por prosperar na Terra.

Na superfície de Marte, uma estranha assinatura de explosões sazonais de metano foi vista periodicamente. Embora a explicação mais comum (e mundana) seja que este é simplesmente um processo geoquímico, onde o metano é emitido devido a alguma combinação de substâncias químicas de subsuperfície interagindo de forma sazonalmente periódica, também é possível que algum processo biológico e orgânico cause essas explosões de metano. Missão Marte 2020 da NASA , com lançamento previsto para julho e aterrissagem em 2021, deve ser capaz de determinar a natureza desse composto sugestivo.

Os cientistas estão quase certos de que Europa tem um oceano sob sua superfície gelada, mas não sabem o quão espesso esse gelo pode ser. Este conceito artístico ilustra duas possíveis vistas em corte através da concha de gelo de Europa. Em ambos, o calor escapa, possivelmente vulcanicamente, do manto rochoso de Europa e é levado para cima por correntes oceânicas flutuantes, mas os detalhes serão diferentes e levarão a diferentes assinaturas observáveis ​​para os instrumentos a bordo do Clipper da NASA. (NASA/JPL/MICHAEL CARROLL)

Mas talvez a possibilidade mais fascinante de todas seja que um mundo com um oceano subsuperficial grande, profundo e salgado – particularmente em órbita em torno de um planeta gigante de gás massivo que pode fornecer aquecimento interno devido às suas marés – abriga algum tipo de vida em seu vasto oceano. Os ingredientes para a vida estão todos lá, incluindo uma fonte de calor, um ambiente aquoso, os átomos e moléculas certos, muito tempo e nenhum problema em termos de temperatura instável ou radiação ionizante.

A Europa de Júpiter contém uma enorme quantidade de água e possui rachaduras em sua superfície que indicam algum tipo de transporte entre a superfície gelada e o interior líquido, e veja a missão Clipper visite-a mais tarde nesta década. Alguns cientistas são incrivelmente otimistas sobre essa possibilidade . Enceladus, a lua gelada e rica em gêiseres de Saturno, pode até estar expelindo organismos biológicos em plumas que se elevam a mais de 300 quilômetros de sua superfície.

Esta é uma imagem de cores falsas de jatos (áreas azuis) no hemisfério sul de Enceladus tirada com a câmera de ângulo estreito da sonda Cassini em 27 de novembro de 2005. Essas plumas ejetadas sobem a mais de 300 km de altura e contêm água líquida emergindo de um oceano subsuperficial profundo. (NASA/JPL/INSTITUTO DE CIÊNCIAS ESPACIAIS)

Se existir em um mundo em nosso Sistema Solar, como Marte ou Europa, finalmente enviaremos sondas espaciais com a capacidade de encontrar essas bioassinaturas. Se a vida existe e prospera há muito tempo em exoplanetas próximos, imagens diretas ou espectroscopia de trânsito podem revelar dicas ou até evidências infalíveis dessa transformação planetária. E se alienígenas inteligentes estão tentando nos contatar, estamos mais bem posicionados para captar esses faróis do que nunca.

Desde que os humanos existem, nos perguntamos se a vida na Terra é tudo o que existe e se estamos sozinhos no universo , ou se existem outras formas de vida em mundos além do nosso próprio planeta. À medida que a década de 2020 começa, temos melhores perspectivas do que nunca para descobrir a vida em todas as três frentes possíveis. Com bilhões de mundos potencialmente habitados apenas em nossa galáxia, mesmo que a vida seja relativamente rara, ainda estamos em ótima posição para detectar a escassa vida que existe. Indiscutivelmente, a maior questão não é se estamos sozinhos ou não, mas sim como e onde encontraremos nossa primeira evidência de vida além da Terra.

Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium com um atraso de 7 dias. 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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