Tenho certeza que não sou a única pessoa nessa sala
que em algum momento, ao olhar para as estrelas,
se perguntou: "Somos os únicos?
Ou existem outros planetas como o nosso com vida por aí?"
Mas é possível que eu seja a única pessoa
que ficou obcecada o suficiente com essa questão
para fazer dela a minha carreira.
Mas seguindo em frente.
Como chegamos a esta pergunta?
Eu argumentaria que a primeira coisa a fazer
é desviar os olhos do céu para o nosso próprio planeta, a Terra.
E pensem em quanta sorte ela teve que ter
para ser o planeta com vida que é.
Teve que ter pelo menos um pouco de sorte.
Se estivéssemos localizados mais perto do Sol
ou um pouco mais distantes,
qualquer água teria fervido ou congelado.
Além disso, nem sabemos se outros planetas possuem água.
Então, se fôssemos um planeta seco,
não haveria muita vida nele.
E mesmo que tivéssemos toda a água que temos hoje,
se ela não contivesse
o tipo certo de elementos químicos para manter a vida,
teríamos um planeta molhado, mas igualmente morto.
Então, muitas coisas podem dar errado, mas quais são as chances de darem certo?
Quais são as chances de o planeta se formar
com pelo menos os ingredientes básicos necessários
para que as origens da vida aconteçam?
Vamos explorar isso juntos.
Se queremos ter um planeta com vida, a primeira coisa que precisamos
é de um planeta.
(Risos)
Mas não qualquer um.
Provavelmente, precisaremos de um planeta bem específico e semelhante à Terra.
Um planeta rochoso, para que haja oceanos e terra,
e que não esteja nem tão perto nem tão longe de sua estrela,
mas na temperatura certa.
E que esta seja apropriada para termos água líquida.
Quantos desses planetas temos em nossa galáxia?
Uma das grandes descobertas das últimas décadas
é que planetas são incrivelmente comuns.
Quase toda estrela tem um planeta ao redor.
Algumas têm muitos planetas.
E dentre eles,
uma pequena porcentagem é tão parecida com a Terra,
que nós os consideraríamos planetas potencialmente habitáveis.
Ter o tipo certo de planeta na verdade não é tão difícil
considerando que há cerca de 100 bilhões de estrelas em nossa galáxia.
Isso nos dá cerca de 1 bilhão de planetas potencialmente habitáveis.
Mas não basta apenas estar na temperatura certa
ou ter a composição geral correta.
Também é preciso haver compostos químicos certos.
E o segundo e importante ingrediente para tornar um planeta habitável,
eu acho que é bastante intuitivo,
é a água.
Afinal, definimos nosso planeta como sendo potencialmente com vida
se tivesse a temperatura certa para manter a água líquida.
E aqui na Terra, a vida é à base de água.
Mas de maneira mais geral,
a água é apenas um ótimo ponto de encontro de elementos químicos.
É um líquido muito especial.
Então esse é o nosso segundo ingrediente básico.
Acho que o terceiro ingrediente é provavelmente um pouco mais surpreendente.
Precisaremos de alguns orgânicos lá, já que estamos pensando na vida orgânica.
Mas a molécula orgânica
que parece estar no centro das cadeias químicas
e pode produzir biomoléculas é o cianeto de hidrogênio.
Então, aqueles que conhecem essa molécula
sabem que é uma boa ideia ficar longe dela.
(Risos)
Mas o que é muito ruim para formas de vida avançadas,
como nós mesmos,
é muito bom para que o tipo certo de química se inicie,
que pode levar às origens da vida.
Então agora temos os três ingredientes que precisamos:
um planeta temperado,
água e cianeto de hidrogênio.
Com que frequência esses três se reúnem?
Quantos planetas temperados existem
que possuem água e cianeto de hidrogênio?
Num mundo ideal,
giraríamos um de nossos telescópios
em direção a um desses planetas temperados
e iríamos verificar por conta própria.
Apenas: "Esses planetas têm água e cianetos neles?"
Infelizmente ainda não temos telescópios grandes o suficiente para isso.
Nós podemos detectar moléculas nas atmosferas de alguns planetas.
Mas nos grandes, que muitas vezes estão bem perto de suas estrelas,
nada como estes planetas ideais sobre os quais estou falando aqui,
que são bem menores e estão mais longe.
Então, temos que pensar em outra maneira.
E a que concebemos e temos seguido é,
ao invés de procurar por essas moléculas nos planetas que já existem,
procurá-las no material que está formando novos planetas.
Eles se formam em discos de poeira e gás em torno de estrelas jovens.
E esses discos obtêm seu material do meio interestelar.
Acontece que o espaço vazio que vemos entre estrelas
quando estamos olhando para elas, fazendo perguntas existenciais,
não é tão vazio quanto parece, é na verdade cheio de gás e poeira,
os quais podem se reunir em nuvens
e então desmoronar para formar estes discos, estrelas e planetas.
E uma das coisas que sempre vemos quando olhamos para essas nuvens
é água.
Acho que temos a tendência de pensar sobre a água
como algo especial para nós.
A água é uma das moléculas mais abundantes no Universo,
inclusive nessas nuvens formadoras de estrelas e planetas.
E não apenas isso,
a água também é uma molécula bastante robusta,
que não é tão fácil de destruir.
Então, muita dessa água que está no meio interestelar
vai sobreviver à jornada perigosa que vai das nuvens
até os discos, até os planetas.
Então a água está bem.
Esse segundo ingrediente não vai ser um problema.
A maioria dos planetas vai se formar com algum acesso à água.
E quanto ao cianeto de hidrogênio?
Também vemos cianetos e outras moléculas orgânicas semelhantes
nessas nuvens interestelares.
Mas não temos certeza sobre a sobrevivência destas moléculas
indo das nuvens até os discos.
São um pouco mais delicadas, frágeis.
Então, se nós sabemos que esse cianeto de hidrogênio
está nas proximidades de novos planetas se formando,
realmente precisamos vê-lo nos próprios discos que formam planetas.
Cerca de uma década atrás,
iniciei um programa para procurar esse cianeto de hidrogênio
e outras moléculas nestes discos formadores de planetas.
E isso é o que nós encontramos.
Então boas notícias, nestas seis imagens,
os pixels brilhantes representam emissões originárias de cianeto de hidrogênio
em discos formadores de planetas, centenas de anos-luz de distância,
que chegaram ao nosso telescópio,
até o detector,
permitindo-nos vê-los assim.
Então a boa notícia
é que estes discos realmente contêm cianeto de hidrogênio.
O último, mais elusivo ingrediente.
A má notícia é que não sabemos onde ele se situa no disco.
Ninguém pode dizer que são lindas imagens, nem mesmo quando as tiramos.
Percebemos que o tamanho do pixel é bem grande
e na verdade é maior do que o próprio disco.
Então cada pixel
representa algo que é muito maior do que o nosso sistema solar.
E isso significa que não sabemos
de onde é proveniente o cianeto de hidrogênio no disco.
E isso é um problema, porque esses planetas temperados
não podem acessar cianeto de hidrogênio em qualquer lugar,
precisam estar bem perto de onde se reúnem
para que tenham acesso a ele.
Então, para simplificar isso, vamos pensar num exemplo análogo:
o de ciprestes em crescimento nos Estados Unidos.
Então, digamos, hipoteticamente,
que você retornou da Europa, onde viu lindos ciprestes italianos,
e quer saber
se faz sentido importá-los para os Estados Unidos.
Você poderia cultivá-los aqui?
Então você conversa com especialistas em ciprestes,
eles dizem que realmente existe
uma faixa, não tão quente nem tão fria, nos Estados Unidos,
onde dá para cultivá-los.
E se você tem um bom mapa ou imagem de alta resolução como esta,
é bem fácil ver que esta faixa de ciprestes
sobrepõe-se a muitos pixels verdes e férteis da terra.
Mesmo se eu começar a degradar esse mapa um pouco,
diminuindo a sua resolução,
ainda é possível dizer que haverá terra fértil se sobrepondo a essa faixa.
Mas e se o país inteiro
fosse incorporado em um único pixel?
Se a resolução fosse muito baixa.
O que você faz agora?
Como saber se o cultivo de ciprestes é possível nos Estados Unidos?
Agora você não pode.
Definitivamente há alguma terra fértil ou não teria aquele tom verde no pixel,
mas não há como saber se esse verde está no lugar certo.
E esse é exatamente o problema que estávamos enfrentando
com nossas imagens de único pixel desses discos
com cianeto de hidrogênio.
Então, o que precisamos é de algo análogo,
pelo menos desses mapas de baixa resolução que eu acabei de mostrar,
para poder dizer se há sobreposição entre onde o cianeto de hidrogênio está
e onde esses planetas podem acessá-lo enquanto estão se formando.
Veio ao nosso resgate, há alguns anos,
um novo telescópio, maravilhoso, e lindo chamado ALMA,
o "Atacama Large Millimeter and submillimeter Array",
no norte do Chile.
Então, o ALMA é incrível em muitas maneiras diferentes,
mas a que irei focar
é que, como podem ver, eu o chamo de um telescópio,
mas na verdade, há muitas antenas nesta imagem.
E este é um telescópio que consiste de 66 antenas individuais
que trabalham em uníssono.
Isso significa um telescópio do tamanho da maior distância
que se pode colocar entre essas antenas.
O que, no caso do ALMA, é de alguns quilômetros.
Então temos um telescópio com mais de um quilômetro de tamanho.
Com um telescópio assim tão grande, podemos ampliar coisas muito pequenas,
e fazer mapas de cianeto de hidrogênio nesses discos formadores de planetas.
Quando o ALMA entrou em serviço há alguns anos,
essa foi uma das primeiras coisas para as quais propus que o usássemos.
E como um mapa de cianeto de hidrogênio se parece em um disco?
O cianeto de hidrogênio está no lugar certo?
E a resposta é que está.
Então, este é o mapa.
Vejam a emissão de cianeto de hidrogênio espalhada pelo disco.
Primeiramente, está em quase todos os lugares, o que é uma boa notícia.
Mas há muita emissão brilhante
vindo de perto da estrela em direção ao centro do disco.
E é exatamente onde queremos vê-lo.
Isto é perto de onde esses planetas estão se formando.
E isso não é o que vemos em apenas em um disco,
aqui estão mais três exemplos.
Dá pra ver que todos eles mostram a mesma coisa,
muita emissão brilhante de cianeto de hidrogênio
vindo de perto do centro da estrela.
Para uma evidência completa, nem sempre vemos isso.
Há discos nos quais vemos o oposto:
existe um buraco na emissão em direção ao centro.
Isto é o oposto do que queremos ver.
Esses não são lugares onde poderíamos pesquisar
se há cianeto de hidrogênio perto de onde estes planetas estão se formando.
Mas na maioria dos casos,
não apenas detectamos cianeto de hidrogênio,
mas também seu lugar certo.
Então o que tudo isso significa?
Contei a vocês no início
que nós temos muitos desses planetas temperados,
talvez cerca de 1 bilhão deles poderiam ter vida se desenvolvendo neles
se tivessem os ingredientes certos.
E eu também mostrei
que na maior parte do tempo, os ingredientes certos estão lá,
nós temos água e cianeto de hidrogênio,
haverá outras moléculas orgânicas também, junto com os cianetos.
Isso significa que planetas com os ingredientes mais básicos da vida
provavelmente são bastante comuns em nossa galáxia.
E se tudo o que é necessário para a vida se desenvolver
é ter estes ingredientes básicos disponíveis,
deve haver muitos planetas habitáveis por aí.
Mas isso é obviamente um grande "se".
E eu diria que o desafio das próximas décadas,
para astronomia e química,
é descobrir o quão frequente
passamos de ter um planeta com potencial para abrigar vida
para ter um planeta realmente habitável.
Obrigada.
(Aplausos).