Qual é a receita para um planeta vivo? Os astrônomos não têm certeza - ainda não descobrimos nada além da Terra.
Mas temos alguns palpites: a vida provavelmente precisa de água, carbono e luz e calor suficientes para alimentar um mundo sem queimá-lo. A gravidade não deve ser muito alta e a atmosfera também não faria mal. Mas um novo estudo propõe outro ingrediente essencial: grandes impactos de asteróides e cometas, nas quantidades certas.
Quando um objeto grande atinge um planeta, duas coisas acontecem: o material do objeto é adicionado à massa do planeta e parte da atmosfera ao redor da zona de impacto é lançada no espaço, disse Mark Wyatt, astrônomo e líder da Universidade de Cambridge. autor do novo artigo. Em impactos verdadeiramente gigantes, como o que formou a lua da Terra, uma certa atmosfera é expulsa do outro lado do planeta, o que significa que um pouco mais se perde. Mas isso não significa que um aspirante a um mundo natal deva pular completamente os impactos. Se um planeta deseja desenvolver as condições consideradas necessárias para a vida, é melhor pertencer a uma categoria intermediária de planetas que absorvem muitos impactos importantes - mas não tantos que perdem a atmosfera.
Isso porque os planetas quase certamente precisam de "voláteis" em suas atmosferas para gerar vida, disse Wyatt à Live Science. Voláteis são produtos químicos, como água e dióxido de carbono, que podem ferver a baixas temperaturas. Toda a vida que conhecemos depende de água e carbono para se sustentar em um nível químico básico, e os cientistas acreditam que as propriedades desses produtos químicos os tornam necessários para que a vida surja em qualquer lugar do universo.
Mas nem todos os planetas começam com as concentrações necessárias de voláteis. No início da vida de uma estrela, é muito mais brilhante. E esse brilho extra é quente o suficiente para assar toda a poeira solta na região que se tornará a zona habitável da estrela - a área não muito quente, nem muito fria - mais tarde. Essas temperaturas quentes iniciais provavelmente tiram a água e outros materiais voláteis da poeira que eventualmente se tornarão planetas habitáveis. Então, depois que os planetas se formam e a estrela esfria, esses orbes rochosos precisam adquirir seus voláteis de outro lugar do sistema solar. Em outras palavras, eles precisam colidir com vários objetos perdidos.
Os pesquisadores descobriram que os melhores candidatos para fornecer voláteis, sem tirar a atmosfera do planeta e esterilizá-lo, são objetos de tamanho médio. Impactos de asteróides e cometas de 60 pés de largura (20 metros) a 3.300 pés de largura (1 km) são muito eficientes na entrega de voláteis e tendem a adicionar mais à atmosfera do que subtraem, descobriram os autores. Asteróides maiores, com cerca de 2 a 20 km de diâmetro, tendem a retirar mais atmosfera do que acrescentam.
Impactos gigantes como o que formou a lua na Terra, descobriram os autores, não mexem nessa história tanto quanto você poderia esperar. Tais eventos são bem raros e, embora possam alterar a composição de uma atmosfera, não a removerão completamente.
Uma das lições importantes deste artigo é que pequenas estrelas da "classe M" - a categoria mais comum de estrelas, muito fraca para ver a olho nu, muitas delas anãs vermelhas - provavelmente são más candidatas à vida, escreveram os autores. Isso é significativo, porque muitos exoplanetas potencialmente habitáveis apareceram em torno desse tipo de estrela.
"Para as estrelas M, sua baixa luminosidade significa que a zona habitável está muito mais próxima da estrela do que para uma estrela como o sol", disse Wyatt.
Para obter luz suficiente, um planeta semelhante à Terra circundando uma estrela da classe M pode ter que estar tão próximo dessa estrela quanto Mercúrio está ao nosso sol.
E piora. Bem ao lado de uma estrela pequena e de baixa massa, asteróides e cometas voam em velocidades muito mais altas e colidem mais dramaticamente em planetas.
"Impactos de velocidade mais alta são muito mais eficientes na remoção de uma atmosfera", disse Wyatt.
Isso é uma má notícia para a vida nos mundos. E não é o único fator que torna a vida no mundo M improvável.
"Existem várias razões pelas quais planetas habitáveis que orbitam anões M podem não ter uma atmosfera, incluindo a remoção de ventos estelares e os planetas muito mais próximos de sua estrela hospedeira", disse Sarah Rugheimer, especialista em atmosferas de exoplanetas da Universidade de Oxford, que não esteve envolvido nesta pesquisa.
Então, existe alguma esperança de vida nos mundos?
"Acho que, em última análise, responderemos a essa pergunta observacionalmente logo após o lançamento: planetas habitáveis que orbitam anões M têm atmosfera?" Rugheimer disse. "Sabemos que planetas um pouco mais quentes e maiores que orbitam anões M têm uma atmosfera espessa. Mas essa pergunta ainda permanece para planetas habitáveis: eles podem reter uma atmosfera fina o suficiente, algo como a Terra e não Vênus?"
Os autores enfatizaram no artigo que muitas de suas conclusões são baseadas em incertezas: Onde a vida se forma? Quanto outros sistemas estelares lá fora se assemelham ao nosso sistema solar?
Edwin Bergin, especialista em formação de planetas e água da Universidade de Michigan, que não estava envolvido nesta pesquisa, concordou com os autores que há o que ele chamou de "complicações significativas" nos cálculos por trás deste artigo.
"Mas as tendências gerais que eles apresentam são bastante interessantes e podem ser importantes", disse ele.
Ele apontou para seu próprio trabalho, que sugeriu que a Terra começou com uma atmosfera mais espessa e rica em nitrogênio, mas perdeu muito dela devido aos impactos. Os autores deste novo artigo sugeriram em seu modelo que impactos de cometas e asteróides podem ter moldado as atmosferas da Terra, Marte e Vênus.
No futuro, disseram os pesquisadores, há mais a aprender sobre como esse trabalho pode explicar nosso próprio sistema solar, particularmente o papel dos impactos gigantes aqui. Este documento ainda não foi publicado em uma revista revisada por pares e está disponível no servidor de pré-impressão arXiv.
