A receita galática para um planeta com vida

Você sabia que um dos venenos mais conhecidos também é um ingrediente essencial para a vida tal como a conhecemos? Junte-se à química espacial Karin Öberg e aprenda como ela varre o Universo em busca desse produto paradoxal usando o ALMA, o maior radiotelescópio do mundo, para detectar focos de atividade molecular e a formação de planetas que sustentam a vida.

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).