Na grande escala cósmica, nosso pequeno canto do Universo não é tão especial

Essa ideia está no cerne do princípio de Copérnico. No entanto, há um aspecto importante sobre nosso planeta que é realmente peculiar: nosso Sol é uma anã amarela.

Impressão artística de um mundo habitável orbitando uma anã vermelha. Crédito da imagem: ESO/M. Kornmesser

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Como nossa estrela-mãe que conhecemos mais intimamente, seria tentador supor que estrelas anãs amarelas e brancas (anãs FGK) são comuns em outras partes do cosmos. No entanto, estão longe de ser as estrelas mais numerosas da galáxia; esse tipo em particular pertence ao topo de outro tipo de estrela, anã vermelha (M anãs).

As anãs vermelhas não apenas constituem 75 porcento de todas as estrelas da Via Láctea, mas também são muito mais frias e duram mais do que estrelas como o Sol. Muito, muito mais tempo de vida.

Esperamos que nosso Sol viva cerca de 10 bilhões de anos; espera-se que as estrelas anãs vermelhas vivam trilhões. Tão longo, na verdade, que nenhuma delas atingiram o fim de sua sequência principal de vida durante todos os 13,4 bilhões de anos desde o Big Bang.

Como as anãs vermelhas são tão abundantes e estáveis, e como não devemos nos considerar automaticamente cosmicamente especiais, o fato de não estarmos orbitando uma anã vermelha deve ser um tanto surpreendente. E, no entanto, aqui estamos nós, orbitando uma anã amarela não tão comum.

Isto, de acordo com um artigo do astrônomo David Kipping, da Universidade de Columbia, é o Paradoxo do Céu Vermelho, um corolário do Paradoxo de Fermi, que questiona por que ainda não encontramos nenhuma outra forma de vida inteligente, lá no grande e vasto Universo.

"Resolver este paradoxo", escreve ele, "revelaria orientação para o direcionamento de futuras experiências de detecção remota de vida e os limites da vida no cosmos."

Impressão artística do sistema planetário orbitando a anã vermelha TRAPPIST-1. Crédito da imagem: Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images

Estrelas anãs vermelhas são uma perspectiva atraente para a busca por vida extraterrestre. Elas não queimam tanto quanto estrelas semelhantes ao Sol, o que significa que quaisquer exoplanetas que orbitam, precisam estar mais próximos para atingir temperaturas habitáveis. Por sua vez, isso poderia tornar esses exoplanetas mais fáceis de encontrar e estudar, uma vez que orbitam suas estrelas com mais frequência do que a Terra faz o sol.

Na verdade, os astrônomos encontraram alguns exoplanetas rochosos, como a Terra, Vênus e Marte, orbitando estrelas anãs vermelhas nesta zona habitável. E alguns deles são até relativamente próximos. É uma coisa tentadora, e certamente parece que estrelas anãs vermelhas deveriam abrigar vida pelo menos em algum lugar, e é por isso que os astrobiólogos estão procurando.

Em seu artigo, Kipping apresenta quatro resoluções para o Paradoxo do Céu Vermelho.

Resolução I: Um resultado incomum

A primeira é que, bem, nós somos apenas excentricamente esquisitos. Se as taxas nas quais a vida surge em torno de ambos os tipos de estrelas forem semelhantes, então a Terra é uma exceção, e nosso surgimento orbitando o Sol foi apenas um acaso, uma chance em 100.

Isso criaria tensão com o princípio de Copérnico, que afirma que não há observadores privilegiados no Universo e que nosso lugar nele é bastante normal. Para nós, sermos um caso atípico sugere que nosso lugar não é tão normal.

Essa resposta não é impossível, mas também não é particularmente satisfatória. As outras três resoluções fornecem respostas que não só são mais satisfatórias, como também podem ser testadas.

Resolução II: Vida inibida sob um céu vermelho

Sob esta resolução, Kipping argumenta que as anãs amarelas são mais habitáveis do que as anãs vermelhas e, como consequência, a vida surge com muito menos frequência em torno das anãs vermelhas, cerca de 100 vezes menos. Existem muitas evidências teóricas que apoiam essa ideia. Anãs vermelhas, por exemplo, tendem a ser turbulentas, com muita atividade de flare e não tendem a ter planetas como Júpiter.

"Muito trabalho teórico questionou a plausibilidade da vida complexa em anãs M, com preocupações levantadas sobre o bloqueio das marés e colapso atmosférico, maior exposição aos efeitos da atividade estelar, fases pré-sequência principal estendidas e a escassez de companheiros do tamanho de Júpiter potencialmente benéficos", escreveu Kipping.

"Com base nisso, há um bom raciocínio teórico para apoiar a resolução II, embora enfatizemos que ela permanece sem verificação observacional."

Impressão artística de uma anã vermelha liberando um megaflare. Crédito da imagem: Goddard Space Flight Center da NASA/S. Wiessinger

Resolução III: Uma janela truncada para a vida complexa

Aqui, o argumento é que a vida simplesmente não teve tempo suficiente para emergir em torno de estrelas anãs vermelhas.

Isso pode parecer contra-intuitivo, mas tem a ver com a fase de pré-sequência principal da vida da estrela, antes de começar a fundir o hidrogênio. Nesse estado, a estrela fica mais quente e brilhante; para as anãs vermelhas, dura cerca de um bilhão de anos. Durante esse tempo, um efeito estufa permanente descontrolado pode ser desencadeado em quaisquer mundos potencialmente habitáveis.

Isso pode significar que a janela para a biologia complexa emergir em planetas rochosos nas anãs brancas e amarelas é muito maior do que nas anãs vermelhas.

Resolução IV: Uma escassez de pálidos pontos vermelhos

Finalmente, embora cerca de 16% das anãs vermelhas com exoplanetas sejam listadas como hospedeiras de exoplanetas rochosos na zona habitável, talvez esses mundos não sejam tão comuns quanto pensávamos. Nossas pesquisas mostram as anãs vermelhas mais massivas, porque são as mais brilhantes e fáceis de estudar; mas e se as pequenas, sobre as quais sabemos relativamente pouco, não tiverem exoplanetas rochosos em zonas habitáveis?

Uma vez que as anãs vermelhas de baixa massa são, de fato, as mais numerosas, isso pode significar que os exoplanetas rochosos de zonas habitáveis são 100 vezes menos comuns ao redor das anãs vermelhas do que ao redor das anãs amarelas.

"Neste caso, a vida inteligente é rara entre o cosmos e se desenvolve universalmente entre as anãs M e FGK, mas os mundos habitáveis são pelo menos duas ordens de magnitude menos comuns em torno das anãs M do que nas FGKs", escreveu Kipping.

"Duas ordens de magnitude é uma diferença considerável, tornando esta explicação particularmente interessante. Isso exigiria que a grande maioria dos muitos planetas temperados e do tamanho da Terra conhecidos em torno das anãs M, sejam de alguma forma inóspitos à vida, ou que as anãs-M do tipo tardio (baixa massa final) raramente hospedam mundos habitáveis."

Impressão artística de um mundo habitável orbitando a anã vermelha Proxima Centauri. Crédito da imagem: Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images

É até possível que a resposta esteja em várias dessas resoluções, o que permitiria que o efeito em qualquer área fosse menos pronunciado. E poderemos obter a confirmação em breve. À medida que nossa tecnologia melhora, por exemplo, seremos capazes de ver melhor as estrelas anãs vermelhas de massa inferior e procurar planetas em órbita ao redor delas.

Feito isso, se encontrarmos exoplanetas rochosos, podemos dar uma olhada em sua habitabilidade potencial, determinando se eles orbitam na zona habitável, e se a vida lá poderia ter sido bloqueada por processos estelares.

"Em última análise", escreveu Kipping, "resolver o paradoxo do céu vermelho é de interesse central para a astrobiologia e SETI, com implicações sobre quais estrelas dedicar nossos recursos, bem como fazer uma pergunta fundamental sobre a natureza e os limites da vida no cosmos."

Mais informações:

A pesquisa foi publicada em PNAS.

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Referência:

STARR, Michelle. The Red Sky Paradox Will Make You Question Our Very Place in The Universe. Science Alert, 27, dez. 2021. Disponível em: <https://www.sciencealert.com/why-the-heck-aren-t-we-orbiting-a-red-dwarf-star>. Acesso em: 28, dez. 2021.

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.