Como os astrônomos planejam detectar assinaturas de vida nas atmosferas de exoplanetas?

De forma surpreendente, já conseguimos identificar moléculas presentes nas atmosferas de exoplanetas.

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Por Carole Haswell

Traduzido e adaptado por Marco Centurion

Vivemos um momento muito empolgante, respostas para algumas das questões mais antigas concebidas pela humanidade estão ao nosso alcance. Uma delas é saber se a Terra é o único lugar que abriga vida. Nos últimos 30 anos, a questão de saber se o Sol é único por hospedar um sistema planetário foi respondida de forma contundente e agora conhecemos milhares de exoplanetas orbitando outras estrelas.

Uma ilustração mostra um planeta de período ultracurto com um rastro de gás e poeira seguindo-o. (Créditos da imagem: Robert Lea (Criado com Canva))

Este artigo foi originalmente publicado no The Conversation. A publicação contribuiu com o artigo para a seção Expert Voices: Op-Ed & Insights do Space.com. Link para a matéria original está no final desta página.

Mas será que podemos usar telescópios para detectar se algum desses mundos distantes também abriga vida? Um método promissor é analisar os gases presentes nas atmosferas desses planetas.

Hoje já conhecemos mais de 6.000 exoplanetas. Com tantos agora catalogados, existem várias maneiras de restringir quais mundos são os mais promissores do ponto de vista biológico. Usando, por exemplo, a distância do planeta em relação à sua estrela hospedeira, os astrônomos podem estimar 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. Se um planeta tem a temperatura correta para a existência de água líquida é algo fortemente influenciado pela presença e pela natureza de sua atmosfera.

De forma surpreendente, conseguimos identificar moléculas presentes nas atmosferas de exoplanetas. A mecânica quântica faz com que cada composto químico atmosférico tenha seu próprio padrão distinto, semelhante a um código de barras, que ele imprime na luz que o atravessa. Ao coletar a luz estelar que foi filtrada pela atmosfera de um exoplaneta, os telescópios conseguem enxergar os “códigos de barras” das moléculas que compõem essa atmosfera.

Para tirar proveito disso, o planeta precisa transitar, ou seja, passar à frente da estrela, a partir do nosso ponto de vista. Isso significa que o método funciona apenas para uma pequena fração dos exoplanetas conhecidos.

A intensidade do sinal depende da abundância da molécula na atmosfera, que é mais forte para as moléculas mais abundantes e vai ficando gradualmente mais fraca à medida que a abundância diminui. Isso significa que, em geral, é mais fácil detectar as moléculas dominantes, embora isso nem sempre seja verdade. Alguns dos códigos de barras são intrinsecamente fortes, enquanto outros são fracos.

Por exemplo, a atmosfera da Terra é dominada pelo nitrogênio diatômico (N₂), mas essa molécula tem um código de barras fraco em comparação com o oxigênio diatômico (O₂), o ozônio (O₃), o dióxido de carbono (CO₂) e a água (H₂O), que são muito menos abundantes.

Detectando moléculas

O Telescópio Espacial James Webb (JWST) é um grande telescópio espacial que coleta luz em comprimentos de onda do infravermelho. Ele tem sido usado para investigar as atmosferas de diversos exoplanetas.

A detecção de impressões moleculares na atmosfera de um exoplaneta não é completamente simples. Diferentes equipes de pesquisadores podem chegar a resultados distintos como consequência de escolhas ligeiramente diferentes na forma de tratar os mesmos dados. Mas, apesar dessas dificuldades, detecções reprodutíveis e robustas de moléculas já foram realizadas. Moléculas simples, com códigos de barras fortes, como metano, dióxido de carbono e água, já foram detectadas.

Concepção artística do Observatório de Mundos Habitáveis (Habitable Worlds Observatory) da NASA no espaço. (Créditos da imagem: NASA's Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab)

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, o K2-18b, que em 2025 foi feita uma alegação ousada de detecção de uma bioassinatura. A análise identificou dimetil sulfeto, com a alegação de que havia menos de uma chance em 1.000 de que essa detecção fosse espúria (que foi tema de um Fronteiras do Infinito no CentauriCast: Entre as Estrelas!)

Na Terra, o dimetil sulfeto é produzido pelo fitoplâncton nos oceanos, mas é rapidamente decomposto na água do mar iluminada pela luz solar. Como o K2-18b pode ser um planeta completamente coberto por um oceano de água, a detecção de dimetil sulfeto em sua atmosfera poderia implicar um fornecimento contínuo dessa substância por vida microbiana marinha.

A reavaliação da detecção de dimetil sulfeto em K2-18b por outros pesquisadores lançou dúvidas sobre essa alegação. O mais significativo foi a demonstração, em 2025, feita por Luis Welbanks, da Universidade Estadual do Arizona, e colaboradores, de que a escolha dos códigos de barras moleculares incluídos na análise afetava radicalmente os resultados.

Eles descobriram que inúmeras alternativas, não exploradas no artigo original, forneciam ajustes igualmente bons ou melhores aos dados observados.

Para planetas do tamanho da Terra, que presumivelmente são rochosos, é bastante desafiador detectar sequer uma atmosfera com o JWST. No entanto, o futuro é promissor, pois várias missões planejadas permitirão aprender muito mais sobre planetas que podem ser semelhantes à Terra.

Uma ilustração do exoplaneta K2-18b com sua estrela hospedeira ao fundo. (Créditos da imagem: ESA/Hubble, M. Kornmesser)

Próximas missões

Com lançamento planejado para 2026, o telescópio Plato, da Agência Espacial Europeia, identificará planetas muito mais semelhantes à Terra e mais adequados para espectroscopia de transmissão do que aqueles que conhecemos atualmente.

O telescópio espacial Nancy Grace Roman, da NASA, com lançamento previsto para 2029, será pioneiro em técnicas de coronografia que permitem cancelar a luz da estrela, de modo que os planetas muito mais tênues que orbitam estrelas próximas possam ser estudados diretamente.

O telescópio Ariel, da Agência Espacial Europeia, com lançamento planejado para 2029, é uma missão dedicada à espectroscopia de transmissão, projetada para ter a capacidade de determinar as composições das atmosferas de exoplanetas.

O Observatório de Mundos Habitáveis (Habitable Worlds Observatory, HWO) da NASA está atualmente em fase de planejamento. Essa missão usará um coronógrafo para estudar cerca de 25 planetas semelhantes à Terra, buscando uma variedade de indicadores de habitabilidade.

O HWO terá ampla cobertura de comprimentos de onda, do ultravioleta até o infravermelho próximo. Se um “gêmeo” da Terra estivesse orbitando uma das estrelas-alvo próximas do HWO, o telescópio coletaria a luz estelar refletida pelo planeta. Essa luz refletida incluiria as assinaturas em código de barras do oxigênio diatômico (O₂) e de outros gases característicos da atmosfera do nosso planeta. Ela também revelaria uma assinatura da absorção da luz estelar por plantas que realizam fotossíntese, o chamado “limite vermelho da vegetação”.

A superfície da Terra é dividida em continentes e oceanos, que refletem a luz de maneiras diferentes. O HWO seria capaz de reconstruir um mapa da superfície em baixa resolução a partir das variações na luz refletida à medida que continentes e oceanos entram e saem do campo de visão com a rotação do planeta.

Desta forma, após diversas novas missões começarem a surgir, o futuro parece muito promissor. Com espaçonaves programadas para serem lançadas nos próximos anos, talvez consigamos nos aproximar de uma resposta para a questão de saber se a Terra é única em abrigar vida.

Artigo encontrado no site Space.com (originalmente publicado em 19/01/2026)

Link para acesso ao original: https://www.space.com/astronomy/exoplanets/how-astronomers-plan-to-detect-the-signatures-of-alien-life-in-the-atmospheres-of-distant-planets