A Astrobiologia é o estudo da origem, evolução e distribuição da vida no universo

Nossa compreensão do cosmos está longe de ser completa. Mas talvez a vida também possa prosperar em outros lugares além da Terra. Crédito da imagem: NASA

Como a vida começou na Terra? Existe vida além do nosso planeta natal? Como a procuramos? Crédito: NASA

Isso não significa, no entanto, que o universo não tenha vida. Embora nenhum sinal claro de vida tenha sido detectado, a possibilidade de biologia extraterrestre, a lógica científica que a sustenta, tornou-se cada vez mais plausível. Essa é talvez a maior conquista do campo florescente da astrobiologia, o amplo estudo das origens da vida aqui e a busca por vida além da Terra.

Explorando e iluminando o mundo de vida extrema na Terra, experimentando como a vida aqui começou entendendo mais sobre a composição química do cosmos, testando a habitabilidade em missões a Marte, a lua de Júpiter, Europa, a lua de Saturno, Titã, e além, um enorme corpo de ciência está sendo montado para analisar e explicar as origens, características e possíveis dimensões extraterrestres da vida. E ao contrário dos ETs e invasores de naves estelares da cultura popular, essas descobertas são e serão reais.

Renderização artística da espaçonave Cassini da NASA observando um pôr do sol através da atmosfera nebulosa de Titã. Crédito da imagem:: NASA/JPL-Caltech

Transformando Ficção Científica em Fato Científico

Considere: Ambos os rovers Curiosity e Perseverance determinaram claramente que Marte antigo era significativamente mais úmido e quente, e era um lugar totalmente habitável para a vida microbiana. Todos os ingredientes necessários para a vida como a conhecemos, os produtos químicos adequados, uma fonte consistente de energia e água que provavelmente estava presente e estável na superfície por milhões de anos, estavam presentes.

A vida microbiana começou então? Se sim, evoluiu? Essas perguntas permanecem sem resposta, mas uma coisa é conhecida: Se uma segunda gênese ocorreu em Marte (ou na lua de Júpiter, Europa, na lua de Saturno Enceladus, ou em qualquer outro lugar do nosso sistema solar), então a probabilidade aumenta substancialmente de que muitas outras formas de vida existam naqueles bilhões de exoplanetas e exoluas agora conhecidos por orbitarem estrelas e planetas distantes. Uma origem da vida na Terra pode ser o resultado de um caminho notável e inexplicável para a vida. Duas origens em um sistema solar sugerem fortemente que a vida é comum no universo.

Considere também a revolução na compreensão que ocorreu desde meados da década de 1990 em relação a planetas e luas em sistemas solares muito além do nosso. Desde os tempos antigos, filósofos naturais, então cientistas e outros incontáveis interessados previram, presumiram até, que muitos outros planetas orbitavam suas estrelas. Até agora, mais de 5.000 exoplanetas foram oficialmente identificados, através de missões da NASA, como o Telescópio Espacial Kepler, o Telescópio Espacial de Exoplanetas em Trânsito (TESS), o Telescópio Espacial Hubble, bem como observações terrestres e outros bilhões aguardam descoberta. E isso é apenas na nossa galáxia Via Láctea.

Com os avanços nos instrumentos e no conhecimento que possibilitam a caça aos exoplanetas, o foco tem sido cada vez mais refinado para identificar planetas situados em zonas habitáveis; a distâncias de suas estrelas hospedeiras que permitiriam que a água permanecesse pelo menos periodicamente líquida na superfície de um planeta. A busca por exoplanetas nasceu nos campos da astronomia e da astrofísica, mas sempre esteve entrelaçada também com a astrobiologia. Tal como acontece com tantas missões da NASA, o amplo e intenso esforço para encontrar e entender planetas e luas da zona habitável aprimora muito a astrobiologia e é informado pela astrobiologia.

Nossa experiência em encontrar planetas distantes também faz você se perguntar: A busca pela presença atual ou passada de vida extraterrestre algum dia será vista como um paralelo à busca anterior por exoplanetas? Homens e mulheres da ciência, bem como o público leigo, intuitivamente supunham que existiam planetas além do nosso sistema solar, mas esses planetas foram identificados apenas quando nossa tecnologia e pensamento haviam avançado o suficiente. A descoberta da vida ET também aguarda nossa chegada à era científica?

Esta é uma representação artística de planetas orbitando estrelas na Via Láctea (os planetas, suas órbitas e suas estrelas hospedeiras são muito ampliadas em comparação com suas separações reais). Depois de pesquisar milhões de estrelas, concluímos que os planetas são a regra e não a exceção. Crédito da imagem: ESO/M. Kornmesser

O passado como guia para o futuro

A pesquisa em astrobiologia está ocorrendo porque chegou a sua hora. Cientistas de todo o país e do mundo estão mergulhando nas questões da origem da vida e da vida além da Terra e desenvolvendo trabalhos interessantes e de ponta. Mas a NASA também tem uma “estratégia” de astrobiologia que descreve onde a agência vê linhas de pesquisa promissoras, das altamente específicas às distantes e amplas, que a agência pode apoiar. Uma amostra de exemplos:

• Quais foram os passos que levaram materiais inanimados, rochas, sedimentos, compostos orgânicos, água – a se unirem e construírem organismos vivos, com genes replicantes, paredes celulares e capacidade de reprodução?
• O que levou à proliferação de novas formas de vida na Terra?
• Como a água e os compostos orgânicos essenciais chegam aos planetas e luas e como eles interagem com os planetas e luas em que pousam?
• É possível aprender com as químicas e minerais na superfície dos planetas se os micróbios podem viver lá, inclusive abaixo da superfície do planeta?
• É possível, até mesmo provável, que a vida exista em outro lugar baseada em outros elementos que não o carbono e um sistema diferente do DNA? Poderia tal vida existir aqui na Terra, mas ainda não foi detectada?

Essas e tantas outras linhas de pesquisa lançam luz sobre como identificar e encontrar vida extraterrestre, bem como entender a origem da vida na Terra. As duas questões são inseparáveis.

O deserto do Atacama é um dos lugares mais secos da Terra, tornando-se uma boa analogia com Marte. Um cientista em busca de sinais de vida (“biomarcadores”) no solo deve usar roupas limpas, luvas, máscaras, óculos e ferramentas estéreis para garantir que nenhuma contaminação acabe na amostra. Crédito da imagem: Alfonso Davila/Instituto SETI

O mundo da astrobiologia

Embora os Estados Unidos e a NASA tenham sido pioneiros em muitas linhas de estudo astrobiológico, não estamos sozinhos, como é apropriado para um esforço para abordar questões tão enormes e universais. Poucas missões de astrobiologia são lançadas sem uma parceria internacional significativa, e a tendência é de uma interdependência cada vez maior. A tão esperada missão de trazer à Terra a rocha e os grãos que estão sendo armazenados pelo rover Perseverance na Cratera Jezero terá papéis importantes para a NASA e a Agência Espacial Europeia (ESA).

A Agência Espacial Chinesa agora também tem um rover em Marte e está planejando a missão Tianwen-3 para coletar amostras de Marte para transporte de volta à Terra. Outro exemplo de destaque é a missão ExoMars liderada pela Agência Espacial Europeia (ESA), que inclui uma série de missões, cuja primeira fase foi o Trace Gas Orbiter lançado em 2016. Um dos principais esforços do Trace Gas Orbiter é procurar metano em Marte, uma questão-chave para a NASA também. A cooperação em astrobiologia é muitas vezes intelectual e operacional.

O próximo passo para o ExoMars é a entrega do rover Rosalind Franklin à superfície marciana, que inicialmente incluiu informações da Agência Espacial Russa (Roscosmos) e da NASA. A cooperação do rover ExoMars foi suspensa em março de 2022, mas os esforços estão em andamento para encontrar alternativas.

A astrobiologia pode às vezes parecer mais definida por missões de alto nível, mas muitas vezes essas missões representam anos de trabalho teórico e de laboratório anterior. E uma vez que os dados das missões tenham sido obtidos, mais análises e testes de laboratório são necessários. Os dados são então desafiados e criticados por colegas antes que os resultados possam ser divulgados como uma descoberta significativa. Por exemplo, foram necessários quase dois anos de intenso trabalho de laboratório e análise de dados antes que os membros da equipe científica do Curiosity pudessem anunciar que haviam descoberto em amostras de perfuração de Marte a presença de compostos orgânicos há muito procurados, os blocos de construção da vida como conhecemos.

Selfie de aniversário de um ano do rover Mars Curiosity. A foto foi composta de dezenas de imagens individuais tiradas entre abril e maio de 2014. A missão do Curiosity é encontrar evidências de condições habitáveis ??passadas ou presentes na superfície de Marte. Crédito da imagem: NASA

Procurando a vida

No coração da astrobiologia está ainda outra pergunta básica e sem resposta: O que realmente é a vida? Pode-se pensar que depois de séculos de estudo essa questão seria resolvida, pelo menos para a vida na Terra. Na verdade, está ficando cada vez mais complicado encontrar uma resposta que inclua todas as “formas de vida” descobertas e que podem ter existido em nosso planeta. Uma definição de vida frequentemente usada é “um sistema autossustentável capaz de evolução darwiniana”. Mas há literalmente várias centenas mais.

Ironicamente, alguns astrobiólogos argumentam que realmente não saberemos o que é a vida até encontrarmos uma alternativa à estrutura básica encontrada na Terra, o mesmo DNA, metabolismo e projeto baseado em carbono compartilhado por toda a vida conhecida. Em outras palavras, a vida ET poderia nos dizer o que a vida realmente é.

Um corolário dessa linha de pensamento é a preocupação sempre presente de que um rover ou lander encontrou, ou irá encontrar um exemplo ou assinatura de vida presente ou passada e não saber disso. Essa realidade ajuda a explicar a ênfase que a astrobiologia coloca na compreensão das origens e da lógica da vida primitiva na Terra. Além de sua importância inerente, a pesquisa sobre a origem da vida orienta a busca por vida extraterrestre.

Que a NASA está muito no negócio da busca por vida além da Terra é agora bem conhecido do público, enquanto a missão da agência de progredir na compreensão das origens da vida na Terra é menos bem compreendida. Alguns, no entanto, sem dúvida se perguntam por que a NASA investiga questões biológicas. O foco principal da agência não é usar robôs e astronautas em cápsulas espaciais para viajar no espaço e explorar destinos como a lua e Marte?

Impressão artística do Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) perto de Júpiter e de uma de suas luas, Europa. Crédito da imagem: ESA/AOES

Na verdade, a NASA de hoje tem um portfólio muito mais amplo, que inclui o estudo de tópicos astronômicos clássicos, como o universo inicial e a formação de galáxias, estrelas e sistemas solares, todos os quais serão explorados com precisão bastante expandida pelo Telescópio Espacial James Webb. O JWST também foi adaptado para permitir novas explorações de exoplanetas e suas atmosferas, que são de grande interesse para os astrobiólogos.

A busca por vida além da Terra está tão entrelaçada com outros objetivos da NASA (e é tão interdisciplinar por natureza e projeto), que nunca pode ser realmente separada ou isolada deles. A missão Cassini a Saturno descobriu plumas saindo da lua Enceladus, e o Telescópio Espacial Hubble fez o mesmo para Europa. Ambas as plumas falam de um mundo de água interior e, portanto, são importantes para a ciência planetária, bem como para a astrobiologia. A missão Kepler identificou milhares de exoplanetas em um pequeno segmento da constelação de Cygnus, a 500 anos-luz de distância, aumentando enormemente nossa compreensão do inventário e da natureza dos planetas distantes. Incluídas nessas descobertas estão a detecção de planetas rochosos dentro das zonas habitáveis de suas estrelas centrais. O TESS também aumentou substancialmente a contagem de exoplanetas, com mais de 5.000 novos candidatos a exoplanetas.

Quatro antenas do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) observam as estrelas e a banda da Via Láctea. Os astrônomos podem usar esses telescópios para estudar a formação de estrelas, bem como as origens de galáxias e planetas. Crédito: ESO/José Francisco Salgado

O objetivo central da astrobiologia é encontrar evidências de vida passada ou presente além da Terra, se é que ela já existiu. Mas existem inúmeros mistérios sobre planetas e luas, sobre sistemas solares, sobre galáxias e sobre a composição do espaço entre elas que inevitavelmente será confrontado e, esperançosamente, desvendado ao longo do caminho. Em última análise, a busca por vida extraterrestre só é possível como parte de uma exploração da composição, da dinâmica, da história e das muitas maravilhas ainda desconhecidas do cosmos.

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Referência:

KAUFMAN, Marc. Life, Here and Beyond. NASA - astrobiology, 12, OUT. 2022. Disponível em: <https://astrobiology.nasa.gov/about/?utm_source=FBPAGE&utm_medium=NASA+Astrobiology&utm_campaign=NASASocial&linkId=184709388&fbclid=IwAR0bCrjyGzam82HnY2MHRGCNrzxyO9QhlPPe4U8qLT7g0d32bJX5UH09UPc>. Acesso em: 30, OUT. 2022.

Marcello Franciolle F T I P E
Founder - Gaia Ciência

Marcello é fundador da Gaia Ciência, que é um periódico científico que foi pensado para ser uma ferramenta para entender o universo e o mundo em que vivemos, com temas candentes e fascinantes sobre o Universo e Ciências da Terra para inspirar e encantar as pessoas. Ele é graduando em Administração pelo Centro Universitário N. Sra. do Patrocínio (CEUNSP) – frequentou a Universidade de Sorocaba (UNISO); graduação em Análise de Sistemas e onde participou do Encontro de Pesquisadores e Iniciação Científica (EPIC). Suas paixões são literatura, filosofia, poesia e claro ciência.