Potencial detecção de assinatura de vida em um planeta na constelação de Leão

Figura 1. Concepção artística do planeta K2-18b, orbitando uma anã vermelha.

Em 2019, observações do Telescópio Espacial Hubble - que opera primariamente no espectro do visível - detectaram pela primeira vez vapor de água na atmosfera de um exoplaneta [fora do Sistema Solar] orbitando uma zona habitável ao redor de um estrela anã vermelha (Ref.1). O planeta em questão, K2-18b, está distante 120 anos-luz da Terra, na constelação de Leão (1), e a presença de água atmosférica indicava possíveis nuvens, chuvas e oceanos. Aliás, o K2-18b está a uma distância da sua estrela que permite a presença de água líquida, e possui um tamanho maior do que a Terra mas menor do que Netuno. A massa desse planeta é 8,6 vezes maior do que a massa terrestre.

(1) Leitura recomendada: A NASA mudou o Zodíaco?

Agora, observações em uma ampla faixa do infravermelho feitas através do Telescópio Espacial James Webb revelaram a presença de moléculas orgânicas na atmosfera de K2-18b, especificamente dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4). A abundância dessas duas moléculas, e a escassez de amônia (NH3), suportam a hipótese de que existe um oceano de água líquida sob uma atmosfera fria e rica em hidrogênio molecular (H2) no planeta (Ref.2). E mais: os pesquisadores encontraram possível presença de sulfeto de dimetila (DMS) na atmosfera, uma potencial assinatura de vida. Os achados foram submetidos e aceitos para publicação no periódico The Astrophysical Journal Letters (Ref.2)

"Na Terra, DMS é produzido somente por vida," disse em entrevista à BBC o Dr. Nikku Madhusudhan, da Universidade de Cambridge e líder da pesquisa (Ref.3). "A maior parte dessa molécula na atmosfera terrestre é emitida a partir de fitoplâncton nos ambientes marinhos."

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As observações e análises foram feitas a partir de espectros de transmissão no infravermelho próximo (faixa de 0,9-5,2 µm) obtidos pelas câmeras NIRISS e NIRSpc do James Webb (2). No caso, picos de absorção da luz emitida pela anã vermelha atravessando a atmosfera do K2-18b, durante trânsito desse último em frente à estrela. Enquanto que os sinais associados ao CO2 e CH4 são bem claros, a inferência de DMS é bem menos robusta e requer maior validação de novas observações para esclarecer se existe significativo nível dessa molécula na atmosfera do planeta - e potencial atividade biológica extraterrestre. Além do DMS, a presença de vida no K2-18b pode também explicar a grande quantidade relativa de CH4 na atmosfera do planeta (ex.: organismos produtores de metano equivalentes a bactérias metanogênicas nos oceanos terrestres).

Figura 2. Estrutura molecular do sulfeto de dimetila (DMS). Tanto o DMS quanto o cloreto de metila (CH3Cl) são considerados bioassinaturas terrestres sem falsos positivos conhecidos. Na Terra, essas moléculas são produzidas exclusivamente por organismos vivos em quantidades relativamente pequenas comparado com subprodutos bióticos mais abundantes, como O2, CH4 e N2O; isso favorece o DMS e o CH3Cl como bioassinaturas confiáveis em outros planetas além da Terra.

É válido também apontar que enquanto o K2-18b está orbitando uma zona habitável e carrega moléculas orgânicas na sua atmosfera, isso não significa necessariamente que esse planeta possa suportar vida. O grande tamanho do planeta - com um raio 2,6 vezes maior do que o raio da Terra - significa que seu interior provavelmente contém um grande manto de gelo sob alta pressão, como Netuno, mas com uma atmosfera mais fina rica em hidrogênio e com uma superfície oceânica. Esse tipo de mundo é predito de ter oceanos de água, mas é possível que tais oceanos possam ser muito quentes para abrigar vida - apesar da temperatura de equilíbrio no K2-18b ser de ~250-300 K (até ~27°C). Na verdade, planetas sub-Netunianos como o K2-18b ainda são pouco entendidos, e bem distintos dos mundos constituintes do Sistema Solar. Por fim, devido ao alto nível de atividade da anã vermelha, o K2-18b pode ser mais hostil à vida como a conhecemos aqui na Terra, e provavelmente está exposto a mais radiação de alto nível energético.

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CURIOSIDADE: Nas altas nuvens de Vênus, existe suspeita de atividade biótica, talvez trazida da Terra em missões espaciais. Essa suspeita é suportada pela detecção de fosfina na atmosfera Venusiana. Entenda: Potencial sinal de vida encontrado em Vênus

(2) Para mais informações sobre o funcionamento do James Webb: Primeira imagem histórica do Telescópio Espacial James Webb é finalmente liberada

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REFERÊNCIAS