O que é preciso para que haja vida num planeta

"Vênus é muito quente, Marte é muito frio, e a Terra é perfeita", afirma o cientista planetário David Brain. Mas por quê? Nesta palestra agradável e bem-humorada, Brain explora a fascinante ciência por trás do que é necessário para que um planeta abrigue vida e explica por que a humanidade pode estar no lugar certo e na hora certa no que diz respeito à cronologia dos planetas onde possa haver vida.

Estou muito feliz por estar aqui.

Feliz por vocês estarem aqui,
pois seria estranho se não estivessem.

(Risos)

Estou feliz por todos nós estarmos aqui.

E por "aqui", não quero dizer aqui,

ou aqui,

mas aqui.

Digo, na Terra.

E, por "nós", não quero
dizer nós neste auditório,

mas a vida, toda forma de vida na Terra...

(Risos)

da vida complexa à unicelular,

do mofo aos cogumelos,

aos ursos voadores.

(Risos)

O interessante é que a Terra é o único
lugar em que sabemos haver vida,

com 8,7 milhões de espécies.

Procuramos em outros lugares,

talvez não tanto quanto
poderíamos ou deveríamos,

mas procuramos, e não encontramos.

A Terra é o único lugar
no qual sabemos que existe vida.

A Terra é especial?

É uma pergunta cuja resposta
eu gostaria de ter desde criança,

e eu suspeito que 80% deste auditório
já pensou a mesma coisa

e também gostaria de saber a resposta.

Para saber se existe algum planeta

em nosso sistema solar, ou além,
em que a vida seja possível,

o primeiro passo é entender
o que é necessário para que haja vida.

Acontece que, para esses
8,7 milhões de espécies,

a vida só precisa de três coisas.

Toda vida na Terra precisa de energia.

Vida complexa, como a nossa,
usa a energia do sol,

mas a vida subterrânea se vale
da energia de reações químicas.

Há uma série de diferentes fontes
de energia em todos os planetas.

Por outro lado, toda vida
precisa de alimento ou nutrição.

E isso parece difícil, especialmente
se queremos um tomate suculento.

(Risos)

No entanto, toda vida na Terra
obtém sua nutrição

de somente seis elementos químicos,

e eles podem ser encontrados
em qualquer corpo planetário,

do nosso sistema solar.

O maior problema é aquele da foto do meio,

o mais difícil de se alcançar.

Não o alce, mas a água.

(Risos)

Apesar de que o alce seria bem legal.

(Risos)

E não água congelada, e não água
em estado gasoso, mas água líquida.

É disso que a vida precisa
para sobreviver.

E vários corpos do sistema solar
não possuem água líquida,

e então nós não procuramos lá.

Outros corpos do sistema solar
podem ter água líquida abundante

até mais do que a Terra,

mas a água está presa
sob uma camada de gelo,

e então é difícil de acessar,
difícil chegar lá,

é difícil até de saber se há vida ali.

Então nos restam poucos corpos
sobre os quais vale a pena pensar.

Vamos tornar o problema
mais simples para nós.

Vamos pensar somente na água líquida
na superfície de um planeta.

No nosso sistema solar,
somente três corpos possuem

água líquida na superfície do planeta,

que são, na ordem de distância do sol:
Vênus, Terra e Marte.

E é preciso haver uma atmosfera
para a água ser líquida.

Mas a atmosfera deve obedecer
a certas condições:

não pode ser uma atmosfera
muito densa ou muito quente,

porque, se a temperatura
for muita alta, como em Vênus,

não poderá haver água líquida.

Mas, se existir pouca atmosfera
e ela for muito fina e muito fria,

então a temperatura será
muito baixa, como em Marte.

Então, Vênus é muito quente,
Marte é muito frio, e a Terra é perfeita.

Podem olhar estas imagens atrás
de mim e ver, automaticamente,

onde pode haver vida
em nosso sistema solar.

É um problema tipo "Cachinhos de Ouro",
tão simples que uma criança pode entender.

No entanto...

gostaria de lembrá-los de duas coisas
da história da Cachinhos de Ouro

que não costumamos considerar,
mas que acho muito relevantes aqui.

Número um:

se a tigela da Mamãe Urso
estiver muito fria

quando a Cachinhos de Ouro entra na sala,

isso significa que a tigela
sempre esteve muito fria?

Ou será que esteve na temperatura exata
em algum momento anterior?

O instante em que Cachinhos de Ouro
entra na sala determina

como entendemos a história.

E o mesmo se dá com os planetas.

Não são coisas estáticas: eles mudam,

eles variam, eles evoluem.

E acontece o mesmo com as atmosferas.

Deixem-me dar um exemplo.

Eis uma de minhas fotos
favoritas de Marte.

Não é uma imagem de alta resolução,
não é a imagem mais sexy,

não é a imagem mais recente,

mas é uma imagem que mostra leitos
de rio esculpidos na superfície;

leitos de rio esculpidos
por água líquida fluindo;

leitos de rio que demoram centenas
ou milhares de anos para se formar.

Isso não acontece em Marte hoje.

A atmosfera de Marte hoje
é muito fina e muito fria

para a água ficar estável como líquido.

Esta imagem mostra
que a atmosfera de Marte mudou,

e mudou enormemente.

E mudou de um estado
que consideraríamos habitável,

pois os três requisitos para a vida
estavam presentes muito tempo atrás.

Para onde foi essa atmosfera

que permitia que a água
da superfície fosse líquida?

Bem, uma ideia é que ela
tenha escapado para o espaço.

Partículas atmosféricas
conseguiram a energia suficiente

para fugir da gravidade do planeta,

escapando para o espaço, e nunca voltando.

E isso acontece com todos os corpos
que têm atmosferas.

Nas caudas dos cometas, as fugas
atmosféricas são incrivelmente visíveis.

Mas Vênus também tem uma atmosfera
que escapa com o tempo;

Marte e a Terra também.

É tudo uma questão de grau e de escala.

Queremos descobrir o quanto
escapou ao longo do tempo,

para podermos explicar essa transição.

Como as atmosferas conseguem
a energia para escapar?

Como partículas obtêm
energia para escapar?

Há duas formas, se formos
reduzir um pouco as coisas.

Número um, luz solar.

A luz do Sol pode ser absorvida
pelas partículas atmosféricas

e aquecê-las.

Sim, estou dançando, mas elas...

(Risos)

Meu Deus, nem no meu casamento.

(Risos)

Elas conseguem energia
suficiente para escapar

da gravidade do planeta
com o aquecimento apenas.

Uma segunda forma de se conseguir
energia é o vento solar.

Estas são partículas, massas, material,
expelidos da superfície do Sol,

e eles vão rompendo o sistema solar

a 400 quilômetros por segundo,

às vezes até mais rápido
durante tempestades solares,

e eles vão avançando
pelo espaço interplanetário

em direção a planetas e suas atmosferas.

E podem fornecer energia

para que as partículas
atmosféricas escapem.

Isso é algo em que estou interessado,
pois tem relação com a habitabilidade.

Eu disse que havia duas coisas
na história da Cachinhos de Ouro

sobre as quais eu queria
chamar a atenção de vocês.

E a segunda é um pouco mais sutil.

Se a tigela do Papai Urso
está muito quente,

e a tigela da Mamãe Urso está muito fria,

a tigela do Bebê Urso
não deveria estar mais fria ainda

pela lógica?

Essas coisas que aceitamos
nossa vida inteira,

podem não ser tão simples
quando pensamos nelas um pouco mais.

E, claro, a distância de um planeta
do Sol determina sua temperatura.

Isso mexe com a habitabilidade.

Mas talvez devêssemos
considerar outras coisas também.

Talvez sejam as próprias tigelas

que estejam ajudando
a determinar o final da história,

o que está correto.

Eu poderia falar sobre diferentes
características desses três planetas

que podem influenciar a habitabilidade,

mas, por motivos egoístas
relacionados aos meus estudos

e o fato de ser eu quem está
controlando os slides, e vocês não...

(Risos)

eu gostaria de falar por um minuto
ou dois sobre campos magnéticos.

A Terra tem um; Vênus e Marte, não.

Os campos magnéticos são gerados
nas profundezas do planeta,

através de condução elétrica
de material líquido em movimento,

que cria esse grande e velho campo
magnético em volta da Terra,

e, com uma bússola,
sabemos onde está o Norte.

Em Vênus e Marte, isso não existe.

Se tiverem uma bússola lá,
parabéns: vocês estão perdidos.

(Risos)

Isso influencia a habitabilidade?

Mas como?

Muitos cientistas acham
que o campo magnético num planeta

serve como um escudo para a atmosfera,

desviando as partículas
de vento solar do planeta,

criando uma espécie de campo de força,

que tem relação com a carga elétrica
dessas partículas.

Mas prefiro pensar nisso como um protetor
contra espirro num bufê de saladas.

(Risos)

E, quando meus colegas assistirem
a isso mais tarde, vão ver,

pela primeira vez na história
da nossa comunidade,

que o vento solar foi equiparado a muco.

(Risos)

Então, o resultado é que a Terra
pode ter sido protegida

por bilhões de anos,
por termos um campo magnético,

que não deixou a atmosfera escapar.

Marte, por sua vez, ficou desprotegido,
devido à falta de campo magnético

e, ao longo de bilhões de anos,
talvez a atmosfera tenha escapado,

o que talvez explique a transição
de um planeta habitável

para o planeta que vemos hoje.

Outros cientistas pensam
que os campos magnéticos

podem funcionar como as velas de um barco,

que permitem ao planeta interagir
com mais energia dos ventos solares

do que ele conseguiria sozinho.

As velas podem capturar
energia do vento solar,

o campo magnético pode
capturar energia desse vento solar

que permite mais fuga de atmosfera.

Essa é uma ideia que precisa ser testada,

mas parece claro o efeito e como funciona.

Isso porque sabemos
que a energia do vento solar

vem sendo depositada
em nossa atmosfera, aqui na Terra.

A energia é conduzida por linhas do campo
magnético para as regiões polares,

resultando na incrivelmente linda aurora.

Se tiverem a oportunidade
de ver isso, é maravilhosa.

Sabemos que a energia está entrando.

Estamos tentando medir
quantas partículas estão saindo

e se o campo magnético
influencia, de alguma maneira.

Bem, coloquei o problema aqui para vocês,
mas ainda não tenho a solução.

Nós não temos a solução.

Mas estamos trabalhando nisso; como?

Enviamos sondas para os três planetas.

Algumas delas estão em órbita agora,

incluindo a sonda MAVEN,
atualmente na órbita de Marte,

com a qual estou envolvido, que é dirigido
pela Universidade do Colorado.

Foi projetada para medir
a fuga da atmosfera.

Temos medições parecidas
feitas em Vênus e na Terra.

Assim que tenhamos esses dados,

poderemos juntar isso tudo e entender

como esses três planetas interagem
com seus ambientes espaciais,

com o que está ao redor,

e concluir se os campos magnéticos
são críticos para a habitabilidade,

ou não.

Conhecida a resposta,
por que nos preocupar?

Eu me preocupo profundamente....

(Risos)

Financeiramente também,
mas profundamente.

(Risos)

Primeiro, a resposta a esse problema
vai nos ensinar mais sobre esses planetas:

Vênus, Terra e Marte.

Não apenas sobre como interagem
com o ambiente hoje,

mas como eram há bilhões de anos,

se eram habitáveis tempos atrás, ou não.

Isso nos ensinará sobre atmosferas
que estão ao nosso redor e próximas.

Além disso, o que aprendermos
desses planetas

poderá ser aplicado a qualquer atmosfera,

incluindo planetas em observação,
ao redor de outras estrelas.

Por exemplo, a sonda Kepler,

que foi construída e é controlada
aqui, em Boulder.

Está observando uma região
do tamanho de um selo postal, no céu,

já faz alguns anos, e encontrou
milhares de planetas,

do tamanho de um selo postal, no céu,

que não cremos seja diferente
de outras partes do céu.

Nós passamos, em 20 anos,

de zero conhecimento de planetas
fora do nosso sistema solar

para termos agora tantos
que não sabemos quais investigar primeiro.

Qualquer ajuda é bem-vinda.

Na verdade, com base
em observações feitas pela Kepler

e observações semelhantes,
acreditamos agora

que, dos 200 bilhões de estrelas,
apenas da Via Láctea,

na média, cada estrela
tenha pelo menos um planeta.

Além disso,

estimativas sugerem que há
cerca de 40 bilhões a 100 bilhões

desses planetas que poderiam
ser considerados habitáveis,

apenas na nossa galáxia.

Temos as observações desses planetas,

mas ainda não sabemos
quais são habitáveis.

Isso é meio como estar preso
num espaço vermelho...

(Risos)

num palco,

sabendo que há outros mundos lá fora

e querendo, desesperadamente,
saber mais sobre eles,

querendo obter dados e descobrir
se, talvez, apenas um ou dois deles

se parecem conosco.

Não dá pra fazer isso,
não dá pra ir lá, ainda.

Então, temos de usar as ferramentas
que foram desenvolvidas ao nosso redor,

para Vênus, Terra e Marte,
e aplicá-las a essas outras situações,

tentar chegar a conclusões
razoáveis a partir desses dados

e, então, identificarmos
os melhores candidatos

a planetas habitáveis, e os que não são.

Por fim e por enquanto,

este é nosso espaço vermelho, bem aqui.

Este é o único planeta
que sabemos ser habitável,

apesar de talvez, em breve,
encontrarmos outros.

Mas, agora, este é
o único planeta habitável;

este é nosso espaço vermelho.

E estou muito feliz de estarmos aqui.

Obrigado.

(Aplausos)