Vida extraterrestre e onde encontrá-los

Certamente, dentro deste milênio.

Era uma vez uma rocha solitária flutuando no espaço em torno de uma estrela comum. Alguém decidiu semeá-lo com uma molécula auto-replicante, tirar férias por um tempo e voltar a esse lugar desinteressante e desinteressante mais tarde. Porém, eles nunca voltaram, mas eu me pergunto como eles reagiriam para serem recebidos por mais de 8.500.000 tipos diferentes de entidades auto-sustentáveis, cada uma com algo especial e único para si.

Era uma vez, quero dizer, cerca de 4,6 bilhões de anos atrás. Por mais que eu adorasse acreditar que essa história é verdadeira e que 'eles' voltarão algum dia, a verdade é provavelmente diferente.

Se alguém me perguntasse: “Quais são as duas coisas mais extraordinárias e incompreensíveis para você?”, Minha resposta seria, sem dúvida, a vastidão deste universo e a diversidade da vida na Terra. Inúmeras noites olhando o céu e inúmeros dias observando a natureza, ainda não há respostas conclusivas.

O que nós somos? Onde tudo começou?

Do nosso entendimento atual, nosso universo tem cerca de 13,8 bilhões de anos. É um ecossistema muito antigo, repleto de momentos históricos, mas, sobretudo, em toda a sua existência, há um evento marcante que se destaca e maravilha os cientistas até hoje, a origem da vida.

É quase como se o universo tivesse criado vida para se definir.

Hoje, quero fazer uma pergunta inevitável,

"Estamos realmente sozinhos?"

Não vou apenas perguntar, mas dar uma resposta definitiva até o final deste artigo.

Para resolver isso, precisamos primeiro entender como a vida surgiu e o que a fez prosperar como a conhecemos hoje. Se conhecermos a parte 'o quê', saberemos onde procurar.

Na verdade, estamos um passo à frente em nossa pesquisa. Temos uma Terra, um planeta inteiro cheio de seres vivos, demonstrando as condições necessárias para a vida florescer. Um fato impressionante sobre o nosso planeta é que a vida está em toda parte que olhamos. As regiões mais profundas dos oceanos, onde nem a luz do sol pode penetrar, fervendo gêiseres e áreas naturais ao redor de vulcões ativos, congelando regiões polares: a vida está em toda parte.

A ideia é simples: “Se aconteceu uma vez, é mais provável que isso aconteça novamente. Afinal, o universo gosta de periodicidade. ”

Vamos agora a uma caça ao tesouro interestelar para encontrar um lugar em outro lugar que poderíamos chamar de lar algum dia. Eventualmente, podemos encontrar vida na forma de micróbios, mas encontrar vida inteligente é um negócio real. Vamos limitar nossa busca por um lugar onde possamos sobreviver da maneira que fazemos aqui. Um lugar assim provavelmente teria o tipo de vida que sabemos com certeza existir, as formas de vida baseadas em carbono. Também estamos limitando nossa pesquisa à galáxia Via Láctea.

Depois de refletir um pouco, aqui está uma lista de filtros de pré-requisitos que criei para restringir nossa pesquisa.

✔ Filtro 1: Uma Estrela e um Planeta Rochoso

Uma estrela em chamas (Fonte da imagem: Tenor)

O Sol é a principal fonte de energia para a maior parte da vida na Terra, direta ou indiretamente. Algumas formas de vida podem se sustentar independentemente da existência de uma estrela, mas em uma escala maior e mais complexa, definitivamente precisamos da energia de uma estrela. Até recentemente, os cientistas não tinham muita certeza se nosso sistema solar era "O Único" ou o que existe entre muitos por aí. Com a missão Kepler recentemente concluída, essas dúvidas foram colocadas em descanso. Agora podemos afirmar com confiança que quase todas as outras estrelas por aí têm um sistema planetário ao seu redor, o que significa que há mais planetas do que estrelas em nossa galáxia. Vamos apenas limitar nossa pesquisa aos planetas que orbitam estrelas semelhantes ao Sol, porque sabemos com certeza que essa estrela pode fornecer condições adequadas para a existência da vida.

Aqui está uma intuição simples. Se existisse uma estrela em outro lugar quase do mesmo tamanho e idade que o Sol, ela também teria um sistema planetário semelhante ao seu redor? Qual é a probabilidade de que esse sistema também tenha um planeta semelhante à Terra e que a vida tenha evoluído lá da mesma maneira que aqui?

As características básicas de um potencial gêmeo solar são as seguintes:

  • Deve ser uma estrela de sequência principal do tipo G, ou seja, uma estrela (essencialmente como um sol) que é semelhante em tamanho ao Sol e está fundindo hidrogênio a hélio, e continuará a fazê-lo por cerca de 10 bilhões de anos até que se esgote de combustível e, em seguida, expandir para um gigante vermelho, apenas para derramar suas camadas externas para se tornar uma anã branca.
  • A temperatura da superfície deve estar em torno de 5700 K e a idade em 4,6 bilhões de anos, dando tempo suficiente para a vida inteligente (como a conhecemos) evoluir.
  • Deve ter uma metalicidade semelhante à do sol. Esta é uma medida de vários elementos dentro de uma estrela que são mais pesados ​​que o hidrogênio ou o hélio. O que torna essa propriedade interessante é que ela pode indicar indiretamente se e que tipo de exoplanetas o sistema estelar pode ter. Estrelas com maior metalicidade podem ter gigantes gasosos e planetas rochosos girando em torno deles. Podemos ter uma estimativa de que uma estrela com metalicidade semelhante à do Sol pode ter planetas semelhantes ao seu redor.

Filtrando a partir dos dados atuais de estrelas observadas, temos muitos bons candidatos que estão perto de gêmeos solares. Voltaremos a eles em breve, mas agora vamos ver outros critérios considerados.

✔ Filtro 2: Água líquida

Gotas de água líquida (fonte da imagem: Reddit)

Um belo dia, dois átomos de hidrogênio se ligaram a um átomo de oxigênio e, assim, o elixir da vida foi criado. A água é essencial para a sobrevivência de nossa espécie. Um ser humano médio não vai durar mais de uma semana sem ele.

A distância de uma estrela na qual a temperatura é perfeita para a existência de água líquida é frequentemente denominada Zona dos Cachinhos Dourados. Idealmente, a temperatura da superfície deve estar entre -15 e cerca de 70 graus Celsius. Nosso foco está nos planetas encontrados nesta zona de sua estrela-mãe. Com base nos dados do Kepler, os astrônomos estimaram que pode haver até 11 bilhões de planetas do tamanho da Terra orbitando suas estrelas-mãe na Zona Goldilocks!

✔ Filtro 3: Composição Atmosférica

As luzes do norte são formadas quando partículas carregadas interagem com a nossa atmosfera.

Precisamos de oxigênio para o metabolismo e uma camada de ozônio para proteger a vida dos raios nocivos do sol. A pressão e a composição devem estar corretas para nos ajudar a sobreviver e prosperar. Também precisamos do efeito estufa sem o qual a Terra teria sido muito mais fria. Embora várias formas de vida possam existir em condições mais adversas, vamos nos restringir nessa pesquisa.

Se você está se perguntando como podemos compreender a atmosfera de um exoplaneta que está a vários anos-luz de distância, temos um método simples, porém eficaz, para fazê-lo. Observando o espectro de luz de uma estrela que também atravessa a atmosfera do exoplaneta, podemos identificar os elementos presentes nela. Átomos e moléculas, em geral, absorvem certos comprimentos de onda da luz (isso é específico para um elemento, portanto, é mais parecido com a impressão digital desse elemento). Em nossas observações espectrais, esses comprimentos de onda da luz estarão ausentes, indicando sua presença na atmosfera do exoplaneta.

✔ Filtro 4: um campo magnético

O campo magnético da Terra nos protege do vento solar (Fonte da imagem: NASA)

A presença de um campo magnético tem uma forte correlação com muitas coisas. Por exemplo, considere nossa segunda casa em potencial, Marte. Sua atmosfera é muito mais fina (cerca de 100 vezes) que a da Terra. Embora esteja dentro da zona Goldilocks, quase não há água líquida na superfície. Não é de surpreender que também não haja vestígios de vida. A Terra, por outro lado, está prosperando com a vida. Uma diferença distinta aqui é a ausência de um forte campo magnético em Marte.

Do nosso entendimento atual, o campo magnético de um planeta não apenas ajuda a reter sua atmosfera até certo ponto, mas também nos protege dos ventos solares e de outras partículas carregadas de alta energia, desviando-os.

✔ Filtro 5: Distância do Centro Galáctico

Se você acha que estar na Zona Dourada de uma estrela deve ser suficiente, está enganado. O sistema estelar também deve estar presente no que é conhecido como 'Zona Habitável Galáctica'. Essas são as áreas de uma galáxia onde a vida tem mais chances de se sustentar. Idealmente, fica a uma distância confortável do centro galáctico e não perto de qualquer supernova ou outros eventos estelares violentos que possam representar a ameaça de extinção. A Terra está em um desses lugares com uma vizinhança cósmica relativamente pacífica.

Esta é a zona habitável galáctica da Via Láctea, como previsto por Lineweaver et al (2004).

✔ Filtro 6: Outros fatores diversos

Existem vários outros fatores que podem ter algum efeito na evolução da vida. A Terra é o único planeta conhecido a hospedar a vida, mas não é isso. A Terra também é a única a ter placas tectônicas (houve algumas observações indicando atividade semelhante na lua de Júpiter, Europa). Eles ajudam a manter uma temperatura estável no planeta. Isso sugere que as placas tectônicas podem ser essenciais para a vida existir, mas os cientistas argumentam que pode não ser uma necessidade absoluta.

Outra consideração é a presença dos chamados 'bons Júpiteres' no sistema. Gigantes gasosos como Júpiter, que orbitam mais longe de sua estrela-mãe, podem na verdade desempenhar um papel de desviar asteróides maciços de um curso de colisão em direção aos planetas rochosos internos. Isso poderia ajudar a impedir extinções em massa, dando tempo suficiente para a vida inteligente evoluir.

Embora a origem da vida na Terra pareça ser o resultado de uma série de eventos orquestrados bons demais para ser uma mera coincidência, o que me faz pensar que não é único é o tamanho insondável desse universo. Sistemas estelares e planetas que satisfazem todos os critérios acima têm uma chance muito boa de ter evoluído vida extraterrestre. Considerando grandes números como 11 bilhões de planetas semelhantes à Terra, parece plausível que alguns deles tenham vida inteligente, mas algo está estranhamente errado.

Existem muitas possibilidades para não ficarmos sozinhos. Um pequeno avanço em algum lugar por alguns milhões de anos deveria ter gerado uma civilização tecnologicamente avançada que já poderia ter explorado nossa galáxia. e, no entanto, onde quer que olhemos para o espaço, quase não existem assinaturas biológicas ou tecnológicas, apenas um profundo silêncio, um vazio de escuridão. Quaisquer reivindicações em contrário são quase sempre descartadas como alarmes falsos. Este é essencialmente o paradoxo de Fermi. Onde estão todos?

Antes de prosseguirmos, tenhamos uma estimativa de como a vida deve ser comum, estatisticamente falando. Isso pode ser descoberto usando a famosa Equação de Drake:

Fonte: Wikipedia

Não temos valores precisos para esses parâmetros, mas duas estimativas contrastantes nos dizem que estamos sozinhos ou existem mais de 15.600.000 civilizações em nossa galáxia. Está em qualquer lugar ou em nenhum lugar. Não existem no meio.

Mais perto da verdade do que nunca, é hora de explorar o universo usando os dados que temos (no momento em que escrevemos este artigo).

Voltando à discussão sobre as estrelas parecidas com o Sol, identificamos até agora dezesseis candidatos que são quase gêmeos, dos quais cinco deles confirmaram exoplanetas orbitando-os. Mas não tenha muitas esperanças. O universo sempre tem algo na manga para quebrar nossas expectativas.

Uma dessas estrelas, a HD 164595, possui um planeta (chamado HD 164595b) pelo menos 16 vezes mais massivo do que a Terra em órbita a cada 40 dias. Supõe-se que seja parecido com Netuno e provavelmente não pode sustentar a vida, mas, curiosamente, em maio de 2015, os astrônomos detectaram um sinal de rádio peculiar vindo dessa direção. Alguns estavam entusiasmados por poder ser de origem alienígena, mas a falta de mais evidências e observações descartou tal alegação.

Outra estrela chamada HD 98649 foi encontrada com um planeta em órbita em uma órbita estranhamente excêntrica. Pode ser um lar improvável para a vida toda, mas há uma esperança melhor a cerca de 2700 anos-luz de distância. Aqui está o YBP 1194, um dos melhores gêmeos solares encontrados até agora. No entanto, essa estrela é parte de um aglomerado maior de estrelas, diferentemente do Sol, mas existe um exoplaneta orbitando-o indicando que elas podem ser comuns mesmo entre os aglomerados de estrelas. Estima-se que este em particular seja 100 vezes maior que a Terra e orbita surpreendentemente perto de sua estrela. Isso coloca um ponto de interrogação na habitabilidade desse sistema, mesmo se existissem outros planetas não descobertos na Zona de Cachinhos Dourados da estrela.

O sistema planetário de mais um gêmeo solar HIP 11915 é muito mais emocionante. Confirmamos que um gigante de gás do tamanho de Júpiter está orbitando esta estrela e, mais interessante, quase à mesma distância que Júpiter está do nosso Sol. Isso sugere a presença de planetas rochosos internos no sistema, um dos quais pode ser parecido com a Terra. Os cientistas prevêem que isso poderia muito bem ser o Sistema Solar 2.0. Mais observações precisam ser feitas para confirmar o mesmo.

Guardando o melhor para o final, temos a estrela Kepler-452 localizada a cerca de 1402 anos-luz de nós. Ele tem um exoplaneta confirmado orbitando com um período de 384.843 dias, bem próximo de um número com o qual estamos familiarizados. Aconteceu que este planeta também estava dentro da Zona Dourada de sua estrela e sua temperatura da superfície é estimada em semelhante à da Terra!

Quando você pensou que as peças do quebra-cabeça se encaixavam perfeitamente, temos um problema com sua estrela-mãe. É muito mais antigo que o Sol (quase em 1,5 bilhão de anos), portanto, esse sistema é mais como uma versão futura do nosso. De qualquer maneira, se a vida evoluísse lá como na Terra, a civilização deles estaria milhões de anos à nossa frente, e também serão as condições lá. Não temos evidências claras disso, mas é uma aposta forte a fazer. Cientistas do Instituto SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) já começaram a varrer esta área em busca de possíveis sinais alienígenas. Pode ser apenas uma questão de tempo até encontrarmos algo.

Fonte da imagem: NASA

A missão Kepler fez um trabalho impressionante na descoberta do Kepler-452b e agora a missão TESS está atualmente em operação com o único objetivo de identificar mais exoplanetas. Nós mal exploramos a ponta da ponta do iceberg. Mais e mais dados serão recebidos nos próximos anos, com novas missões planejadas e estamos no caminho certo em nossa pesquisa. Mesmo depois de restringir vários fatores e impor várias restrições estritas, ainda temos muitos lugares para explorar e procurar a vida.

Todas essas observações são feitas dentro da Via Láctea, e apenas nos últimos 50 anos, fizemos algumas descobertas promissoras. Estima-se que o nosso universo tenha muito mais de 200 bilhões de galáxias. Mesmo se considerarmos que a vida existe em apenas um planeta em cada galáxia espiral, o número de civilizações extraterrestres deve ser imenso.

Em vez de procurar lugares ideais onde a vida possa existir, uma abordagem mais simples seria procurar sinais do espaço profundo. A teoria é que qualquer vida inteligente provavelmente enviará transmissões para o espaço, assim como nós. Detectar um sinal de rádio representando transmissão intencional ou codificada é uma evidência garantida de vida inteligente. Estamos ouvindo esses sinais há muito tempo.

No passado, havia vários programas como o Projeto Ozma, Projetos Sentinel, META, BETA e Projeto Phoenix, todos com o objetivo principal de detectar sinais extraterrestres. Como você deve ter adivinhado, nenhum deles conseguiu até agora.

Esta não é uma pesquisa aleatória, e há várias dicas para procurar. Uma delas é a radiofrequência do poço, onde os cientistas geralmente procuram sinais de comunicação. Essa frequência especial corresponde à linha espectral de íons hidroxila e hidrogênio, dois dos compostos mais abundantes do universo. Isso o torna um 'canal silencioso', ou seja, desprovido de ruído (que é absorvido por eles), tornando-o ideal para comunicação extraterrestre.

Os cientistas também têm procurado várias megaestruturas alienígenas que foram teorizadas, como uma Esfera de Dyson, Enxame ou Anel, Espelho Espacial, Hipertelescópio, Shkadov Thruster, etc. Essas são algumas estruturas loucas de ficção científica, mas são teoricamente plausíveis e podem ser construídas. por uma civilização avançada. (Tipo 2 na Escala de Kardashev, a medida comum usada para classificar o avanço tecnológico de uma civilização)

Que sinais encontramos até agora?

O Uau! sinal representado como

Na maioria das vezes, o espaço é estranhamente silencioso e, mesmo nos poucos momentos em que algo é detectado, é provavelmente um alarme falso. Mesmo assim, encontramos alguns verdadeiramente misteriosos como o Wow! Sinal que alguns cientistas agora pensam ser apenas de um cometa que passa.

A fonte de rádio SHGb02 + 14a descoberta em 2003 parece ser menos natural. Está dentro da região do poço de água e foi observado várias vezes com um desvio de frequência semelhante. O que o torna peculiar é que a direção de onde vem não tem estrelas na região! Até esta data, não há uma explicação clara de sua origem.

Existem vários programas em operação no momento e continuaremos encontrando sinais mais interessantes. Também existe um protocolo formulado chamado 'Política de pós-detecção', que estabelece diretrizes universais para o que fazer após uma possível descoberta.

A intuição geral de considerar um sinal desconhecido de origem alienígena é a seguinte:

  • Não deve parecer natural. Deve haver alguns sinais óbvios, como largura de banda estreita, modulação, codificação, múltiplas frequências etc.
  • Não deve ser uma anomalia única (que geralmente indica que é apenas alguma interferência ou alarme falso). Deveríamos ser capazes de observá-lo repetidamente da mesma posição no céu.
  • Deve ser originário de um ponto específico e somente desse ponto. Se esse sinal for recebido de todas as direções, é mais provável que seja de origem natural, embora possamos não saber o que poderia ter causado. (por exemplo, Fast Radio Bursts (FRBs))

Se você é um astrônomo amador e encontra algo que satisfaça esses critérios, pode encontrar algo estranho. O Breakthrough Listen é uma iniciativa recente iniciada em um esforço para ouvir nossas estrelas vizinhas. Os dados astronômicos coletados durante este programa são disponibilizados ao público. Você pode acessá-lo e realizar sua própria pesquisa!

A falta de evidência pode nos tentar tirar conclusões precoces, mas acabamos de iniciar nossa busca e acredito que nossa vizinhança cósmica está cheia de segredos esperando para serem descobertos.

Saiba disso, da próxima vez que você olhar para o céu noturno. É mais provável que perto de um ponto cintilante em algum lugar lá fora, alguém ligue para casa e talvez, apenas talvez, alguém esteja olhando de volta para nós, ponderando sobre a mesma pergunta que temos: "Estamos todos realmente sozinhos?"

Meu palpite seria que, dentro dos próximos 1000 anos, mais ou menos, encontraremos ou seremos encontrados por nossos companheiros cósmicos. E esse momento será o mais significativo em toda a existência da humanidade. Aqui está uma pequena mensagem que quero deixar para os alienígenas que leem este artigo no futuro (bem, sou bastante ambicioso):

"Olá! Não tenho certeza se você pode entender isso, mas obrigado por toda a inspiração. Muito antes de sabermos sobre você, você inspirou gerações de mentes e exploradores curiosos como eu a sonhar com uma existência além dos céus ... ”

E aqui está a minha resposta para essa pergunta. Não, não estamos sozinhos, nunca estivemos e nunca estaremos. Na pior das hipóteses, mesmo que meus pensamentos estejam errados, ainda os encontraremos.

Em algum momento, teríamos nos tornado os alienígenas que procuramos o tempo todo.

A imagem acima mostra a representação de um artista de um fluxo de eventos em uma história de 13 bilhões de anos do Universo, do Big Bang no canto superior direito no sentido anti-horário até a formação da vida na Terra no canto inferior direito. (Créditos da imagem: Indiana University Bloomington)