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A presença de oxigênio na atmosfera de um planeta é um sinal potencial de atividade biológica. Um recente estudo, no entanto, revelou que planetas podem desenvolver oxigênio através de processos naturais, sugerindo falsos sinais do gás na atmosfera, o que compromete conclusões a respeito de vidas em outros mundos.
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A pesquisa publicada na AGU Advances indica que um planeta rochoso pode conter oxigênio em sua atmosfera mesmo sem formas de vidas responsáveis pela emissão dos gases. Segundo o primeiro autor do estudo, Joshua Krissansen-Totton, do Departamento de Astronomia e Astrofísica da University of California em Santa Cruz (UCSC), são necessários telescópios avançados que consigam, além de detectar oxigênio, caracterizar ambientes planetários e buscar múltiplas linhas de evidência de vida.
“Isso é útil porque mostra que existem maneiras de obter oxigênio na atmosfera sem vida, mas existem outras observações que você pode fazer para ajudar a distinguir esses falsos positivos do negócio real”, disse Krissansen-Totton, que ainda enfatizou a precisão que cada superfície e material exige. “Para cada cenário, tentamos dizer o que seu telescópio precisa ser capaz de fazer para distinguir isso do oxigênio biológico”, explicou.
De acordo com o coautor Jonathan Fortney, professor de astronomia e astrofísica e diretor do Laboratório de Outros Mundos da UCSC, a ideia para um estudo ideal é mirar em planetas semelhantes à Terra para fins de comparações e caracterização de suas atmosferas.
“Tem havido muita discussão sobre se a detecção de oxigênio é um sinal de vida ‘suficiente'”, explicou. “Este trabalho realmente defende a necessidade de saber o contexto de sua detecção. Que outras moléculas são encontradas além do oxigênio, ou não encontradas, e o que isso diz a você sobre a evolução do planeta?”, indaga o professor.
A equipe de astrônomo espera que até 2030 possam ter um telescópio capaz de capturar imagens e espectros de planetas potencialmente semelhantes à Terra em torno de estrelas semelhantes ao sol. A ferramenta precisa ser sensível a uma ampla faixa de comprimentos de onda para detectar diferentes tipos de moléculas na atmosfera de um planeta.
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Métodos e resultados
Para a descoberta, os pesquisadores se basearam em um modelo computacional detalhado de ponta a ponta da evolução dos planetas rochosos, começando em suas origens derretidas e se estendendo por bilhões de anos de resfriamento e ciclos geoquímicos. Os resultados foram surpreendentemente amplos e variados.
De acordo com um dos processos de evolução que a equipe utilizou, o oxigênio pode começar a se acumular na atmosfera de um planeta pela ação de luz ultravioleta, que acaba dividindo as moléculas de água na atmosfera em hidrogênio e oxigênio. Por ser mais leve, o hidrogênio escapa para o espaço, deixando o oxigênio para trás. Outros processos também podem acabar removendo o gás da atmosfera como o derretimento de rochas.
“Se você executar o modelo para a Terra, com o que pensamos ser o inventário inicial de voláteis, você obterá o mesmo resultado de forma confiável todas às vezes – sem vida você não obtém oxigênio na atmosfera”, explicou Krissansen-Totton. “Mas também encontramos vários cenários onde você pode obter oxigênio sem vida”, concluiu.
Um planeta como a Terra, que comece com mais água na sua evolução, acabará com oceanos mais profundos, colocando uma pressão imensa na crosta. Isso desliga a atividade geológica diminuindo a remoção do oxigênio da atmosfera. Já em outro cenário, onde o planeta começa com pouca água, a superfície de magma derretida do planeta pode congelar rapidamente. Com isso, o processo gera uma “atmosfera de vapor”, o que permite o acúmulo de oxigênio à medida que a água se quebra e o hidrogênio escapa.
“Na Terra, uma vez que a água condensou na superfície, as taxas de escape foram baixas. Mas se você retiver uma atmosfera de vapor depois que a superfície derretida se solidificou, há uma janela de cerca de um milhão de anos quando o oxigênio pode se acumular porque há altas concentrações de água em alta atmosfera e nenhuma superfície derretida para consumir o oxigênio produzido pelo escape de hidrogênio”, explicou Krissansen-Totton.
Os pesquisadores ainda contam com um terceiro cenário que pode levar a existência de oxigênio na atmosfera devido uma proporção maior de dióxido de carbono em relação à água. Isso gera um efeito estufa, que não permite a condensação da água na superfície do planeta.
“Neste cenário semelhante ao de Vênus, todos os voláteis começam na atmosfera e poucos são deixados para trás no manto para serem eliminados e absorvidos pelo oxigênio”, disse o autor.
A diferença entre estudos anteriores sobre o tema e o modelo utilizado agora é que os primeiros se concentraram em processos atmosféricos, enquanto o atual explora a evolução geoquímica e térmica do manto e da crosta do planeta, considerando também interações entre crosta e atmosfera.
Fonte: PHYS.ORG
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