Como os cientistas procuram vida extraterrestre

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

Talvez existam outros mundos habitados em algum lugar do universo. Mas, até que os encontremos, o programa mínimo é provar que a vida fora da Terra existe pelo menos em alguma forma. Quão perto estamos disso?

Recentemente, ouvimos cada vez mais sobre descobertas que "poderiam indicar" a existência de vida extraterrestre. Somente em setembro de 2020, soube-se da descoberta do gás fosfina em Vênus - um sinal potencial de vida microbiana - e de lagos salgados em Marte, onde também poderiam existir micróbios.

Mas, nos últimos 150 anos, os exploradores espaciais mais de uma vez passaram por cima de suas ilusões. Ainda não há uma resposta confiável para a pergunta principal. Ou existe, mas os cientistas são cautelosos por hábito?

Linhas de telescópio

Na década de 1870, o astrônomo italiano Giovanni Schiaparelli viu longas e finas linhas na superfície de Marte através de um telescópio e as declarou "canais". Ele intitulou inequivocamente o livro sobre sua descoberta de "Vida no planeta Marte". “É difícil não ver em Marte imagens semelhantes às que compõem nossa paisagem terrestre”, escreveu ele.

Em italiano, a palavra canali significava canais naturais e artificiais (o próprio cientista não tinha certeza de sua natureza), mas quando traduzida, perdeu essa ambigüidade. Os seguidores de Schiaparelli já afirmaram claramente sobre a dura civilização marciana, que, em um clima árido, criou colossais instalações de irrigação.

Lenin, que leu o livro de Percival Lowell "Mars and Its Canals" em 1908, escreveu: "Trabalho científico. Prova que Marte é habitado, que os canais são um milagre da tecnologia, que as pessoas deveriam ser 2/3 vezes maiores que o povo local, aliás com troncos, e coberto de penas ou peles de animais, com quatro ou seis patas.

N … sim, nosso autor nos enganou, descrevendo as belezas marcianas de forma incompleta, deveria ser de acordo com a receita: "A escuridão das verdades baixas nos é mais cara do que estamos criando engano". Lowell era um milionário e ex-diplomata. Ele gostava de astronomia e usou seu próprio dinheiro para construir um dos observatórios mais avançados da América. Foi graças a Lowell que o tema da vida marciana chegou às primeiras páginas dos maiores jornais do mundo.

É verdade que já no final do século 19 muitos pesquisadores duvidavam da abertura dos "canais". As observações constantemente davam resultados diferentes - as cartas divergiam até mesmo para Schiaparelli e Loeull. Em 1907, o biólogo Alfred Wallace provou que a temperatura na superfície de Marte é muito mais baixa do que Lowell presumiu, e a pressão atmosférica é muito baixa para que a água exista na forma líquida.

A estação interplanetária "Mariner-9", que tirou fotos do planeta do espaço na década de 1970, pôs fim à história dos canais: os "canais" acabaram sendo uma ilusão de ótica.

Desde a segunda metade do século 20, as esperanças de encontrar uma vida altamente organizada diminuíram. Estudos com espaçonaves mostraram que as condições nos planetas próximos não são nem mesmo próximas às da Terra: quedas muito fortes de temperatura, uma atmosfera sem sinais de oxigênio, ventos fortes e uma pressão tremenda.

Por outro lado, o estudo do desenvolvimento da vida na Terra despertou o interesse na busca de processos semelhantes no espaço. Afinal, ainda não sabemos como e graças a que, em princípio, a vida surgiu.

Muitos eventos ocorreram nesse sentido nos últimos anos. O principal interesse é a busca por água, compostos orgânicos a partir dos quais poderiam se formar formas de vida protéicas, bem como bioassinaturas (substâncias produzidas por seres vivos) e possíveis vestígios de bactérias em meteoritos.

À prova de líquido

A presença de água é um pré-requisito para a existência da vida como a conhecemos. A água atua como solvente e catalisador para certos tipos de proteínas. É também um meio ideal para reações químicas e transporte de nutrientes. Além disso, a água absorve radiação infravermelha, de modo que pode reter calor - isso é importante para corpos celestes frios que estão muito distantes da luminária.

Dados observacionais mostram que a água no estado sólido, líquido ou gasoso existe nos pólos de Mercúrio, dentro de meteoritos e cometas, bem como em Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. Os cientistas também sugeriram que as luas de Júpiter, Europa, Ganimedes e Calisto, têm vastos oceanos subterrâneos de água líquida. Eles o encontraram de uma forma ou de outra no gás interestelar e até mesmo em lugares incríveis como a fotosfera das estrelas.

Mas o estudo de vestígios de água pode ser promissor para os astrobiólogos (especialistas em biologia extraterrestre) apenas quando existem outras condições adequadas. Por exemplo, temperaturas, pressão e composição química no mesmo Saturno e Júpiter são muito extremas e mutáveis para que os organismos vivos se adaptem a eles.

Outra coisa são os planetas perto de nós. Mesmo que hoje pareçam inóspitos, pequenos oásis com "resquícios do antigo luxo" podem permanecer neles.

Em 2002, o orbitador Mars Odyssey descobriu depósitos de gelo de água abaixo da superfície de Marte. Seis anos depois, a sonda Phoenix confirmou os resultados de seu antecessor, obtendo água líquida de uma amostra de gelo do pólo.

Isso era consistente com a teoria de que a água líquida estava presente em Marte recentemente (pelos padrões astronômicos). De acordo com algumas fontes, choveu no Planeta Vermelho "apenas" 3,5 bilhões de anos atrás, de acordo com outros - até 1,25 milhão de anos atrás.

No entanto, um obstáculo surgiu imediatamente: a água na superfície de Marte não pode existir em estado líquido. Em baixa pressão atmosférica, ele imediatamente começa a ferver e evaporar - ou congela. Portanto, a maior parte da água conhecida na superfície do planeta está no estado de gelo. Havia esperança de que o mais interessante estivesse acontecendo abaixo da superfície. Foi assim que surgiu a hipótese dos lagos salgados sob Marte. E outro dia ela recebeu a confirmação.

Cientistas da Agência Espacial Italiana descobriram em um dos pólos de Marte um sistema de quatro lagos com água líquida, que estão localizados a uma profundidade de mais de 1,5 km. A descoberta foi feita por meio de dados de sondagem de rádio: o aparelho direciona as ondas de rádio para o interior do planeta, e os cientistas, por seu reflexo, determinam sua composição e estrutura.

A existência de todo um sistema de lagos, segundo os autores da obra, sugere que este é um fenômeno comum para Marte.

A concentração específica exata de sais nos lagos marcianos ainda é desconhecida, bem como sua composição. Segundo o diretor científico do programa Mars, Roberto Orosei, estamos falando de soluções muito fortes com "dezenas de por cento" de sal.

Existem micróbios halofílicos na Terra que adoram salinidade elevada, explica a microbiologista Elizaveta Bonch-Osmolovskaya. Eles liberam substâncias que ajudam a manter o equilíbrio elétrico-hídrico e protegem as estruturas celulares. Mas mesmo em lagos subterrâneos extremamente salgados (brins), com uma concentração de até 30%, existem poucos desses micróbios.

De acordo com Orosei, vestígios de formas de vida que existiam quando havia climas mais quentes e água na superfície do planeta, e condições semelhantes à Terra primitiva, poderiam permanecer nos lagos marcianos.

Mas há outro obstáculo: a própria composição da água. O solo marciano é rico em percloratos - sais do ácido perclórico. As soluções de perclorato congelam em temperaturas significativamente mais baixas do que a água comum ou mesmo do mar. Mas o problema é que os percloratos são oxidantes ativos. Eles promovem a decomposição de moléculas orgânicas, o que significa que são prejudiciais aos micróbios.

Talvez subestimemos a capacidade da vida de se adaptar às condições mais adversas. Mas para provar isso, você precisa encontrar pelo menos uma célula viva.

"Tijolos" sem disparar

As formas de vida que vivem na Terra não podem ser imaginadas sem moléculas orgânicas complexas contendo carbono. Cada átomo de carbono pode criar até quatro ligações com outros átomos ao mesmo tempo, resultando em uma enorme riqueza de compostos. O "esqueleto" de carbono está presente na base de todas as substâncias orgânicas - incluindo proteínas, polissacarídeos e ácidos nucléicos, que são considerados os mais importantes "blocos de construção" da vida.

A hipótese da panspermia apenas afirma que a vida em suas formas mais simples veio do espaço para a Terra. Em algum lugar do espaço interestelar, desenvolveram-se condições que possibilitaram a montagem de moléculas complexas.

Talvez não na forma de uma célula, mas na forma de uma espécie de protogenoma - nucleotídeos que podem se reproduzir da maneira mais simples e codificar as informações necessárias para a sobrevivência de uma molécula.

Pela primeira vez, as bases para tais conclusões surgiram há 50 anos. Moléculas de uracila e xantina foram encontradas dentro do meteorito Marchison, que caiu na Austrália em 1969. São bases nitrogenadas capazes de formar nucleotídeos, dos quais já se compõem os polímeros de ácido nucléico - DNA e RNA.

A tarefa dos cientistas era estabelecer se essas descobertas são consequência da poluição na Terra, após a queda, ou têm origem extraterrestre. E em 2008, usando o método do radiocarbono, foi possível estabelecer que a uracila e a xantina foram de fato formadas antes que o meteorito caísse na Terra.

Agora, em Marchison e em meteoritos semelhantes (são chamados de condritos carbonáceos), os cientistas encontraram todos os tipos de bases a partir das quais o DNA e o RNA são construídos: açúcares complexos, incluindo ribose e desoxirribose, vários aminoácidos, incluindo ácidos graxos essenciais. Além disso, há indícios de que os orgânicos são formados diretamente no espaço.

Em 2016, com a ajuda do aparelho Rosetta da Agência Espacial Europeia, foram encontrados na cauda do cometa Gerasimenko vestígios do aminoácido mais simples - a glicina - assim como do fósforo, que também é um componente importante para a origem da vida. -Churyumov.

Mas essas descobertas sugerem antes como a vida poderia ter sido trazida à Terra. Ainda não está claro se ele pode sobreviver e se desenvolver por muito tempo fora das condições terrestres. “Moléculas grandes, moléculas complexas, que classificaríamos como orgânicas na Terra sem opções, podem ser sintetizadas no espaço sem a participação de seres vivos”, diz o astrônomo Dmitry Vibe. “Sabemos que a matéria orgânica interestelar entrou no sistema solar e a Terra. Mas então algo mais estava acontecendo com ela - a composição isotópica e a simetria estavam mudando."

Traços na atmosfera

Outra forma promissora de busca por vida está associada às bioassinaturas, ou biomarcadores. São substâncias, cuja presença na atmosfera ou solo do planeta indica definitivamente a presença de vida. Por exemplo, há muito oxigênio na atmosfera terrestre, que se forma a partir da fotossíntese com a participação de plantas e algas verdes. Ele também contém uma grande quantidade de metano e dióxido de carbono, que são produzidos por bactérias e outros organismos vivos no processo de troca gasosa durante a respiração.

Mas encontrar vestígios de metano ou oxigênio na atmosfera (assim como água) ainda não é uma razão para abrir o champanhe. Por exemplo, o metano também pode ser encontrado na atmosfera de objetos parecidos com estrelas - anãs marrons.

E o oxigênio pode ser formado como resultado da divisão do vapor de água sob a influência de uma forte radiação ultravioleta. Tais condições são observadas no exoplaneta GJ 1132b, onde a temperatura chega a 230 graus Celsius. A vida nessas condições é impossível.

Para que um gás seja considerado uma bioassinatura, deve-se comprovar sua origem biogênica, ou seja, deve-se formar exatamente como resultado da atividade de seres vivos. Essa origem dos gases é indicada, por exemplo, por sua variabilidade na atmosfera. As observações mostram que os níveis de metano na Terra flutuam com a estação (e a atividade dos seres vivos depende da estação).

Se em outro planeta o metano desaparece da atmosfera, então aparece (e isso pode ser registrado durante, por exemplo, um ano), significa que alguém o está emitindo.

Marte acabou por ser uma das possíveis fontes de metano "vivo" novamente. Os primeiros indícios dela no solo foram revelados pelos dispositivos do programa Viking, que foram enviados ao planeta ainda na década de 1970 - apenas com o objetivo de buscar matéria orgânica. As moléculas de metano descobertas em combinação com cloro foram inicialmente tomadas como evidência. Mas em 2010, vários pesquisadores revisaram esse ponto de vista.

Eles descobriram que os percloratos já conhecidos por nós em solo marciano, quando aquecidos, destroem a maior parte da matéria orgânica. E as amostras dos vikings foram aquecidas.

Na atmosfera de Marte, traços de metano foram descobertos pela primeira vez em 2003. A descoberta reviveu imediatamente as conversas sobre a habitabilidade de Marte. O fato é que qualquer quantidade significativa desse gás na atmosfera não duraria muito, mas seria destruída pela radiação ultravioleta. E se o metano não se decompõe, os cientistas concluíram que existe uma fonte permanente desse gás no Planeta Vermelho. E, no entanto, os cientistas não tinham confiança firme: os dados obtidos não excluíam que o metano encontrado fosse a mesma "poluição".

Mas as observações do rover Curiosity em 2019 registraram um aumento anormal nos níveis de metano. Além disso, descobriu-se que agora sua concentração é três vezes maior do que o nível de gás registrado em 2013. E então uma coisa ainda mais misteriosa aconteceu - a concentração de metano novamente caiu para os valores de fundo.

O enigma do metano ainda não tem uma resposta inequívoca. Segundo algumas versões, o rover pode estar localizado no fundo de uma cratera, na qual existe uma fonte subterrânea de metano, e sua liberação está associada à atividade tectônica do planeta.

No entanto, as bioassinaturas podem ser pouco óbvias. Por exemplo, em setembro de 2020, uma equipe da Cardiff University detectou traços de gás fosfina em Vênus, um composto de fósforo especial que está envolvido no metabolismo de bactérias anaeróbias.

Em 2019, simulações de computador mostraram que a fosfina não pode ser formada em planetas com núcleo sólido, exceto como resultado da atividade de organismos vivos. E a quantidade de fosfina encontrada em Vênus fala a favor do fato de que não foi um erro ou uma impureza acidental.

Mas vários cientistas estão céticos sobre a descoberta. O astrobiólogo e especialista em estados reduzidos de fósforo, Matthew Pasek, sugeriu que existe algum processo exótico que não foi levado em consideração por simulações de computador. Era ele quem poderia acontecer em Vênus. Pasek acrescentou que os cientistas ainda não têm certeza de como a vida na Terra produz fosfina e se ela é produzida por organismos.

Sepultado em pedra

Outro possível sinal de vida, novamente associado a Marte, é a presença em amostras do planeta de estranhas estruturas semelhantes a restos de seres vivos. Isso inclui o meteorito marciano ALH84001. Ele voou de Marte cerca de 13.000 anos atrás e foi encontrado na Antártica em 1984 por geólogos que faziam snowmobile ao redor das Colinas Allan (ALH significa Allan Hills) na Antártica.

Este meteorito tem duas características. Em primeiro lugar, é uma amostra de rochas da época daquele mesmo "Marte úmido", ou seja, da época em que poderia haver água sobre ele. O segundo - estranhas estruturas foram encontradas nele, uma reminiscência de objetos biológicos fossilizados. Além disso, descobriu-se que eles contêm vestígios de matéria orgânica! No entanto, essas "bactérias fossilizadas" nada têm a ver com microrganismos terrestres.

Eles são pequenos demais para qualquer vida celular terrestre. No entanto, é possível que tais estruturas apontem para os predecessores da vida. Em 1996, David McKay do Johnson Center for NASA e seus colegas encontraram os chamados pseudomorfos em um meteorito - estruturas cristalinas incomuns que imitam a forma (neste caso) de um corpo biológico.

Pouco depois do anúncio de 1996, Timothy Swindle, um cientista planetário da Universidade do Arizona, conduziu uma pesquisa informal com mais de 100 cientistas para descobrir como a comunidade científica se sentia sobre as alegações.

Muitos cientistas estavam céticos sobre as afirmações do grupo McKay. Em particular, vários pesquisadores argumentaram que essas inclusões podem surgir como resultado de processos vulcânicos. Outra objeção estava relacionada às dimensões muito pequenas (nanômetros) das estruturas. No entanto, os defensores objetaram a isso que nanobactérias foram encontradas na Terra. Há um trabalho que mostra a indistinguibilidade fundamental das nanobactérias modernas de objetos do ALH84001.

O debate está em um impasse pelo mesmo motivo que no caso da fosfina venusiana: ainda temos pouca idéia de como essas estruturas são formadas. Ninguém pode garantir que a semelhança não seja uma coincidência. Além disso, existem cristais na Terra, como o querita, que são difíceis de distinguir dos restos "fossilizados" até de micróbios comuns (sem falar das nanobactérias mal estudadas).

A busca por vida extraterrestre é como correr atrás de sua própria sombra. Parece que a resposta está diante de nós, só precisamos nos aproximar. Mas ele está se afastando, adquirindo novas complexidades e reservas. É assim que a ciência funciona - eliminando "falsos positivos". E se a análise espectral falhar? E se o metano em Marte for apenas uma anomalia local? E se as estruturas que parecem bactérias forem apenas um jogo da natureza? Todas as dúvidas não podem ser completamente descartadas.

É bem possível que surtos de vida estejam aparecendo constantemente no Universo - aqui e ali. E nós, com nossos telescópios e espectrômetros, estamos sempre atrasados para um encontro. Ou, pelo contrário, chegamos muito cedo. Mas se você acredita no princípio de Copérnico, que diz que o Universo como um todo é homogêneo e os processos terrenos devem ocorrer em outro lugar, mais cedo ou mais tarde nos cruzaremos. É uma questão de tempo e tecnologia.