Este artigo foi publicado originalmente em A conversa. A publicação contribuiu com o artigo para Space.com’s Vozes de especialistas: artigos de opinião e insights.
Vivemos numa época muito emocionante: as respostas a algumas das questões mais antigas que a humanidade concebeu estão ao nosso alcance. Uma delas é se Terra é o único lugar que abriga vida.
Mas será que podemos usar telescópios para detectar se algum destes mundos distantes também abriga vida? Um método promissor é analisar os gases presentes nas atmosferas desses planetas.
Sabemos agora de mais de 6.000 exoplanetas. Com tantos agora catalogados, há uma série de maneiras de definir quais mundos são mais promissores para a biologia. Usando a distância do planeta à sua estrela hospedeira, por exemplo, os astrónomos podem calcular a sua temperatura provável.
A Terra é o único planeta do sistema solar com oceanos de água líquida em sua superfície, portanto temperaturas amenas são um possível requisito para um planeta habitável. O fato de um planeta ter a temperatura correta para a água líquida é fortemente influenciado 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 distinto, semelhante a um código de barras, que deixa na luz que passa por ele. Ao coletar a luz das estrelas que foi filtrada através de um atmosfera do exoplaneta, os telescópios podem ver os códigos de barras das moléculas que constituem essa atmosfera.
Para tirar vantagem disso, o planeta precisa trânsito – passar na frente – da estrela do nosso ponto de vista. Isto significa que só funciona para uma pequena fração dos exoplanetas conhecidos.
A força do sinal depende da abundância da molécula na atmosfera: mais forte para as moléculas mais abundantes e gradualmente mais fraco à medida que a abundância diminui. Isto significa que geralmente é mais fácil detectar as moléculas dominantes, embora isto nem sempre seja verdade. Alguns dos códigos de barras são intrinsecamente fortes, enquanto outros são fracos.
Por exemplo, Atmosfera da Terra é dominado pelo nitrogênio diatômico (N₂), mas esta molécula tem um código de barras fraco em comparação com o oxigênio diatômico (O₂), ozônio (O₃), dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O), muito menos abundantes.
Detectando moléculas
O 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 uma variedade de exoplanetas.
A detecção de impressões moleculares na atmosfera de um exoplaneta não é totalmente simples. Diferentes equipas de trabalhadores podem obter resultados diferentes como consequência de fazerem escolhas ligeiramente diferentes na forma como lidam com os mesmos dados. Mas, apesar dessas dificuldades, foram feitas detecções reproduzíveis e robustas de moléculas. Foram detectadas moléculas simples com códigos de barras fortes, como metano, dióxido de carbono e água.
Planetas maiores que a Terra, mas menores que Netuno – os chamados sub-Netunos – são o tipo mais comum de exoplaneta conhecido. Foi para um desses planetas, K2-18b, que uma afirmação ousada A detecção de uma bioassinatura foi feita em 2025. A análise detectou sulfeto de dimetila, com uma alegada chance de menos de uma vez em 1.000 de que essa detecção fosse espúria.
Na Terra, o sulfeto de dimetila é produzido pelo fitoplâncton nos oceanos, mas é rapidamente decomposto na água do mar iluminada pela luz solar. Como K2-18b pode ser um planeta completamente coberto por um oceano de água, a detecção de sulfureto de dimetilo na sua atmosfera poderia implicar um fornecimento contínuo do mesmo a partir da vida microbiana marinha local.
O reexame da detecção de sulfeto de dimetila K2-18b por outros pesquisadores lança dúvidas sobre esta afirmação. O mais significativo foi o Demonstração de 2025 por Luis Welbanks e colegas da Arizona State University que a escolha dos códigos de barras moleculares a serem incluídos na análise afetou radicalmente os resultados.
Eles descobriram que inúmeras alternativas, não exploradas no artigo original, proporcionavam ajustes igualmente bons ou melhores aos dados medidos.
Para planetas do tamanho da Terra que são presumivelmente rochosos, é bastante desafiador detectar uma atmosfera com o JWST. No entanto, o futuro é promissor, pois uma série de missões planeadas permitir-nos-ão aprender muito mais sobre planetas que podem ser semelhantes à Terra.
Próximas missões
Com lançamento planejado para 2026, o Agência Espacial Europeiade Telescópio Platão identificará planetas muito mais semelhantes à Terra e adequados para espectroscopia de transmissão do que aqueles que conhecemos atualmente.
da NASA Telescópio espacial Nancy Grace Romancom lançamento previsto para 2029, será pioneiro em técnicas coronográficas que permitirão que a luz das estrelas seja cancelada para que os planetas muito mais escuros que orbitam estrelas próximas possam ser estudados diretamente.
A Agência Espacial Europeia Telescópio Arielcom lançamento planejado para 2029, é uma missão dedicada de espectroscopia de transmissão, projetada para ter a capacidade de determinar as composições das atmosferas dos exoplanetas.
da NASA Observatório de Mundos Habitáveis (HWO) está atualmente em fase de planejamento. Esta missão utilizará um coronógrafo para estudar cerca de 25 planetas semelhantes à Terra, procurando uma variedade de características de habitabilidade.
O HWO terá ampla cobertura de comprimento de onda, do ultravioleta ao infravermelho próximo. Se um gêmeo da Terra estivesse orbitando uma das estrelas-alvo próximas do HWO, o telescópio coletaria a luz estelar refletida no planeta. Esta luz estelar refletida incluiria as assinaturas de código de barras do oxigênio diatômico (O₂) e outros gases característicos da atmosfera do nosso planeta. Também revelaria uma assinatura da luz das estrelas sendo absorvida pelas plantas fotossintetizantes: a chamada “borda vermelha da vegetação”.
A superfície da Terra é dividida em terra e oceanos, que refletem a luz de maneira diferente. O HWO seria capaz de reconstruir um mapa da superfície de baixa resolução a partir das mudanças na luz refletida à medida que os continentes e oceanos giram para dentro e para fora de vista.
Portanto, o futuro parece muito promissor. Com o lançamento da espaçonave previsto para os próximos anos, poderemos nos aproximar da questão de saber se a Terra é a única que hospeda vida.
