De todos os lugares que já vimos no universo, apenas a Terra nos forneceu evidências da existência de vida. Mas por que? Porque a vida é rara e requer de nós todas as condições que temos na Terra para ser sustentada? Ou porque a vida é onipresente, mas nós a encontramos aqui porque foi o lugar mais fácil de encontrá-la?
Como tudo na Terra está arranjado como está, estamos acostumados a acreditar que se tivéssemos um planeta e uma estrela com as mesmas propriedades da Terra e do Sol - com a mesma idade, com as mesmas distâncias orbitais, tamanhos e massas, desde os mesmos materiais, teríamos vida novamente. Também assumimos que outras combinações são menos prováveis. Mas todas as nossas suposições podem estar erradas. A terra pode ser tão rara quanto a vida.
Em 2015, a NASA anunciou a descoberta do Kepler-452b e chamou-o de “o exoplaneta mais parecido com a Terra” já descoberto. Claro, ela tinha muitas semelhanças com a Terra, e sua estrela tinha muitas semelhanças com o Sol:
- Sua estrela-mãe é muito semelhante ao Sol em termos de temperatura, massa e tamanho: é uma estrela G2, com aproximadamente o mesmo brilho e vida útil geral.
- Ele gira quase à mesma distância e com aproximadamente o mesmo período que nosso planeta ao redor do Sol: 385 dias em vez de 365.
- A estrela em torno da qual gira não é muito mais desenvolvida que o nosso Sol: é 1,5 bilhão de anos mais velha, o que significa que é 20% mais potente energeticamente e 10% mais fria.
Vídeo promocional:
- O próprio planeta não é muito maior do que a nossa Terra e seu raio é 60% maior.
E embora essas condições possam parecer "semelhantes às terrestres", o mundo descoberto, é claro, não tem nada a ver com a Terra.
Em nosso sistema solar, a diferença entre a Terra e Vênus é minúscula: cerca de 5% no raio. Em comparação, a diferença entre a Terra e Urano ou Netuno é enorme: esses mundos têm quatro vezes o tamanho da Terra em raios. Portanto, 60% a mais pode não parecer um exagero, mas há uma grande probabilidade de encontrarmos um planeta sólido com uma atmosfera delgada, que terá as propriedades de um gigante gasoso: uma grande concha de gases atmosféricos leves. Na verdade, há uma janela muito estreita que deveria ser considerada "terrestre" em termos de tamanho do planeta, e um desvio de mais de 10-20% do tamanho terrestre seria muito grande.
No entanto, existem todas as razões para acreditar que os planetas terrestres são bastante comuns. Os últimos resultados do telescópio Kepler mostram que existem pelo menos 17 bilhões de planetas do tamanho da Terra no disco da Via Láctea, e pelo menos uma pequena porcentagem das estrelas terão pelo menos um mundo semelhante à Terra por perto. Embora nosso objetivo final seja, é claro, encontrar um mundo com vida biológica avançada - de preferência um mundo com vida durante a explosão cambriana - nossos pensamentos sempre retornam ao gêmeo da Terra. Mas esse duplo, mesmo que exista, pode não ser o melhor lugar para procurar.
Nosso Sol é uma estrela de classe G de 4,6 bilhões de anos. Embora pensemos que é um dos mais comuns, não é: nossa estrela tem mais massa do que 95% de todas as estrelas. M anãs, pequenas estrelas vermelhas, são o tipo mais comum de estrelas no universo: três quartos de todas as estrelas são M anãs. Os oceanos em nosso planeta ferverão em um bilhão de anos, mas as estrelas M queimarão a uma temperatura estável por dezenas de trilhões de anos.
"Kepler" encontrou muitos planetas terrestres perto dessas estrelas M, que estavam localizados em locais adequados para a água em sua superfície em estado líquido e cuja massa era bastante adequada para a definição terrestre. E embora as estrelas M sejam mais propensas a emitir chamas e os planetas devam estar mais perto delas, elas também fornecem um ambiente mais estável para seus planetas, com menos radiação ultravioleta e maior proteção contra as manifestações violentas do espaço interplanetário e interestelar. As forças de maré de suas estrelas também são mais fortes, e seus períodos orbitais encurtados fornecem-lhes uma maneira fácil de gerar um grande campo magnético, possivelmente protegendo contra chamas.
Esses sistemas são bastante comuns, mas os sistemas gêmeos da Terra não são. O que precisamos para um verdadeiro "duplo"? Em primeiro lugar, precisamos de uma estrela como o Sol. Isso significa que a estrela não deve apenas ter a mesma temperatura e tipo espectral, mas também aproximadamente a mesma idade. Leva tempo para a vida evoluir e se desenvolver em algo interessante, o que significa que precisamos de um sistema estelar com muitos bilhões de anos. Mas não podemos esperar muito, porque à medida que as estrelas envelhecem, a região do núcleo que conecta o hidrogênio ao hélio cresce, e a potência de saída aumenta (e com ela o brilho e a temperatura). Eventualmente, planetas (como a Terra) que antes eram habitáveis ficarão muito quentes, fervendo água e impedindo o desenvolvimento de vida.
Digamos que temos uma janela de 1 a 2 bilhões de anos, que é cerca de 10% da vida de uma estrela. Existem cerca de 200-400 bilhões de estrelas em nossa galáxia, e cerca de 7,6% delas são estrelas da classe G, como o nosso sol. Apesar do fato de que nosso Sol é classificado com mais precisão como uma estrela G2V, segue-se que cerca de 10% de todas as estrelas de classe G serão do mesmo tipo que nosso Sol. No topo, há 400 bilhões de estrelas, 7,6% das quais são da classe G, 10% das quais são da mesma subclasse do Sol, 10% das quais têm a idade certa para uma vida interessante. São 300 milhões de estrelas. Mas mesmo assim, nem todos eles terão elementos pesados o suficiente para criar o mundo terreno.
Acima você pode ver o espectro do sol. Em outras palavras, as linhas que você vê representam uma ampla variedade de átomos e seus relacionamentos. Existem muitos deles no Sol e eles têm relacionamentos muito específicos. O indicador que não é hidrogênio ou hélio, mas sintetiza materiais no Sol, os astrônomos chamam de metalicidade. Se queremos um planeta terrestre, precisamos de estrelas com metalicidades semelhantes às do sol. Não é tão ruim; até 25% das estrelas que se formaram ao mesmo tempo que nosso Sol eram estrelas intermediárias da população I, e muitas delas (talvez cerca de 15%) têm a mesma metalicidade que nosso Sol.
Acontece que em nossa galáxia existem 11 milhões de estrelas como a nossa, com o mesmo índice de elementos pesados. Quantos desses 11 milhões de "gêmeos" solares têm gêmeos da Terra em suas zonas habitáveis?
Precisamos formar um planeta sólido do tamanho certo com suprimento suficiente de elementos, a quantidade certa de água e no lugar certo para ser considerado o gêmeo da Terra. Todos esses problemas estão interligados. Alguém poderia pensar que se a estrela central tivesse a abundância elemental correta, então os planetas resultantes deveriam ter a mesma relação densidade / raio que em nosso sistema solar. Mas se o seu planeta tem 20% mais raio do que a Terra, você certamente obterá um envelope de gases leves - hidrogênio e hélio - que abrigará o seu planeta, mesmo se você estiver na parte interna do sistema solar.
Um mundo 60% maior que a Terra terá cinco vezes sua massa, o que é muito para ser um planeta sólido com uma atmosfera fina. Se rolarmos todas as estimativas novamente, teremos de quarenta a cem mil planetas terrestres com órbitas do tipo terrestre em torno de estrelas do tipo solar. Com 400 bilhões de estrelas, as chances são extremamente pequenas.
E lembre-se de que o verdadeiro propósito de encontrar tais planetas é encontrar mundos que possam suportar vida semelhante à da Terra. E se esse for o objetivo, não procure o "duplo" da Terra; é melhor procurar planetas menores perto de estrelas da classe M. Melhor procurar mundos terrestres em zonas potencialmente habitáveis perto das estrelas. Haverá muito mais opções.
ILYA KHEL
