Este artigo foi publicado originalmente em conversa. A publicação contribuiu com este artigo para Space.com Vozes de especialistas: colunas e insights.
Vivemos numa época muito emocionante: as respostas a algumas das questões mais antigas concebidas pela humanidade estão ao nosso alcance. Uma delas é se Terra É o único lugar que gera vida.
Mas será que podemos usar telescópios para detectar se estes mundos distantes também abrigam vida? Uma abordagem promissora é analisar os gases presentes nas atmosferas desses planetas.
Agora sabemos mais do que 6.000 exoplanetas. Com tantos mundos agora catalogados, existem maneiras de definir quais mundos são mais promissores para a biologia. Por exemplo, usando a distância de um planeta à sua estrela hospedeira, os astrónomos podem calcular a sua temperatura provável.
A Terra é o único planeta da Terra sistema solar Tem um oceano de água líquida na sua superfície, pelo que temperaturas amenas podem ser necessárias para um planeta habitável. O fato de um planeta ter uma temperatura adequada para água líquida é amplamente afetado pela presença e natureza da atmosfera do planeta.
Surpreendentemente, podemos identificar moléculas presentes nas atmosferas dos exoplanetas. A mecânica quântica faz com que cada produto químico atmosférico tenha seu próprio padrão único, semelhante a um código de barras, que imprime na luz que passa por ele. Ao coletar a luz das estrelas que passa por um filtro A atmosfera de um exoplaneta, Os telescópios podem ver o código de barras das moléculas que compõem a atmosfera.
Para tirar vantagem disso, a Terra precisa trânsito – da nossa perspectiva, passando na frente de – estrelas. Isto significa que só funciona para um pequeno subconjunto de exoplanetas conhecidos.
A força do sinal depende da abundância das moléculas na atmosfera: as moléculas mais abundantes têm um sinal mais forte, enquanto o sinal enfraquece gradualmente à medida que a sua abundância diminui. Isto significa que a molécula principal é geralmente mais fácil de detectar, embora nem sempre seja o caso. Alguns códigos de barras são inerentemente fortes, enquanto outros são fracos.
Por exemplo, Atmosfera da Terra O nitrogênio diatômico (N2) é dominante, mas esta molécula tem um código de barras mais fraco do que o oxigênio diatômico (O2), ozônio (O3), dióxido de carbono (CO2) e água (H2O), muito menos abundantes.
moléculas de detecção
esse Telescópio Espacial James Webb (JWST) É um grande telescópio espacial que coleta luz em comprimentos de onda infravermelhos. Tem sido usado para sondar as atmosferas de vários exoplanetas.
A detecção de assinaturas moleculares em atmosferas de exoplanetas não é totalmente simples. Diferentes equipes de trabalho podem chegar a resultados diferentes devido a formas ligeiramente diferentes de processar os mesmos dados. Mas, apesar dessas dificuldades, ainda produzimos uma detecção reproduzível e confiável da molécula. Foram detectadas moléculas simples com códigos de barras fortes, como metano, dióxido de carbono e água.
Planeta maior que a Terra, mas menor que a Terra Netuno – os chamados sub-Netunos – são o tipo mais comum de exoplanetas conhecidos. É para um dos planetas K2-18b, afirmação ousada Um teste biométrico foi realizado em 2025. A análise detectou sulfeto de dimetila e o resultado do teste foi considerado falso, com probabilidade inferior a 1 em 1.000.
Na Terra, o sulfeto de dimetila é produzido pelo fitoplâncton no oceano, mas se decompõe rapidamente na água do mar iluminada pelo sol. Como K2-18b é provavelmente um planeta coberto inteiramente por um oceano de água, a detecção de sulfeto de dimetila em sua atmosfera pode significar que os micróbios marinhos estão tendo um suprimento contínuo de sulfeto de dimetila.
O reexame do teste de sulfeto de dimetila K2-18b por outros pesquisadores lançou dúvidas sobre esta afirmação. O mais importante é Demonstração de 2025 Luis Welbanks, da Arizona State University, e colegas mostram que a escolha dos códigos de barras moleculares incluídos na análise afeta fundamentalmente os resultados.
Eles descobriram que muitas alternativas não exploradas no artigo original forneciam ajustes igualmente bons ou melhores aos dados medidos.
Para planetas do tamanho da Terra, que podem ser rochosos, é bastante desafiador detectar a atmosfera com o JWST. No entanto, o futuro é promissor, pois muitas missões planeadas permitir-nos-ão aprender mais sobre planetas que podem ser semelhantes à Terra.
Próximas tarefas
Previsto para lançamento em 2026 Agência Espacial Europeiade O telescópio de Platão Serão identificados planetas mais semelhantes à Terra e mais adequados aos espectros de transmissão do que conhecemos atualmente.
da NASA Telescópio Espacial Romano Nancy GraceCom lançamento previsto para 2029, será pioneiro na coronologia, uma técnica que anula a luz das estrelas para que planetas muito mais escuros que orbitam estrelas próximas possam ser estudados diretamente.
da Agência Espacial Europeia Telescópio ArielCom lançamento previsto para 2029, é uma missão dedicada de espectroscopia de transmissão projetada para ter a capacidade de determinar a composição das atmosferas dos exoplanetas.
da NASA Observatório Mundial Habitável (HWO) está atualmente em fase de planejamento. A missão utilizará um coronógrafo para estudar cerca de 25 planetas semelhantes à Terra, procurando uma variedade de características habitáveis.
O HWO terá ampla cobertura de comprimento de onda, do ultravioleta ao infravermelho próximo. Se o gêmeo da Terra orbitar uma das estrelas alvo perto do HWO, o telescópio irá coletar a luz estelar refletida no planeta. Esta luz estelar refletida incluirá uma assinatura de código de barras de oxigênio diatômico (O2) e outros gases característicos da atmosfera terrestre. Também revelará características da luz das estrelas absorvidas pelas plantas fotossintéticas: a chamada “borda vermelha da vegetação”.
A superfície da Terra é dividida em terra e oceano, que refletem a luz de maneira diferente. O HWO será capaz de reconstruir mapas de baixa resolução da superfície com base nas mudanças na luz refletida à medida que continentes e oceanos giram no campo de visão.
Portanto, o futuro parece muito promissor. Com o lançamento de naves espaciais nos próximos anos, podemos estar cada vez mais perto da questão de saber se a Terra é o único lugar que abriga vida.
