Hidrogénio pode ser a chave para encontrar vida extraterrestre

NASA Goddard Space Flight Center

Um exoplaneta e a sua atmosfera passam em frente à sua estrela.

Em vez de procurarmos exoplanetas com uma atmosfera semelhante à nossa, uma equipa de investigadores sugere que procuremos um com uma atmosfera à base de hidrogénio.

A primeira vez que encontremos evidências de vida num exoplaneta provavelmente será ao analisar os gases na sua atmosfera. Com o crescimento do número de planetas parecidos com a Terra, em breve poderemos descobrir gases na atmosfera de um exoplaneta que estão associados à vida na Terra.

Mas e se a vida alienígena usar uma química um pouco diferente da nossa? Um novo estudo, publicado esta segunda-feira na revista Nature Astronomy, argumenta que as nossas melhores hipóteses de usar atmosferas para encontrar evidências de vida é ampliar a nossa procura, concentrando-nos em planetas com atmosferas à base de hidrogénio.

Podemos sondar a atmosfera de um exoplaneta quando ele passa à frente da sua estrela. Quando isto acontece, a luz da estrela precisa de passar pela atmosfera do planeta para chegar até nós e parte dela é absorvida à medida que passa. Olhando para o espectro da estrela e calculando o que falta de luz, é possível conhecer em que gases consiste a atmosfera.

Se encontrássemos uma atmosfera com uma mistura química diferente da esperada, uma das explicações mais simples seria que ela é mantida dessa maneira através de processos biológicos. Este é o caso da Terra. A atmosfera do nosso planeta contém metano (CH₄), que reage naturalmente com o oxigénio para produzir dióxido de carbono. Mas o metano é mantido por processos biológicos.

Outra maneira de analisar isto é que o oxigénio não estaria lá se não tivesse sido libertado do dióxido de carbono por micróbios fotossintéticos durante o chamado grande evento de oxigenação, que começou há cerca de 2,4 mil milhões de anos.

Os autores do novo estudo argumentam que deveríamos começar a investigar mundos maiores do que a Terra, cujas atmosferas são dominadas pelo hidrogénio. Estes podem não ter oxigénio livre, porque o hidrogénio e o oxigénio formam uma mistura altamente inflamável.

O hidrogénio é a mais leve de todas as moléculas e escapa facilmente para o espaço. Para um planeta rochoso ter uma gravidade forte o suficiente para se manter numa atmosfera de hidrogénio, ele precisa de ser uma “superterra” com uma massa entre duas e dez vezes a da Terra. O hidrogénio poderia ter sido capturado diretamente da nuvem de gás onde o planeta cresceu ou ter sido libertado posteriormente por uma reação química entre ferro e água.

Os autores realizaram experiências de laboratório nas quais demonstraram que a bactéria E. coli (milhões das quais vivem no intestino) pode sobreviver e multiplicar-se sob uma atmosfera de hidrogénio na ausência total de oxigénio. Os investigadores demonstraram o mesmo para uma variedade de fermento.

Embora isso seja interessante, não acrescenta muito peso ao argumento de que a vida poderia florescer sob uma atmosfera de hidrogénio. Já sabemos de muitos micróbios na crosta terrestre que sobrevivem ao metabolizar hidrogénio, e existe até um organismo multicelular que passa toda a sua vida numa zona livre de oxigénio, no Mediterrâneo.

É improvável que a atmosfera da Terra, que começou sem oxigénio, tenha mais de 1% de hidrogénio. Mas seres primitivos podem ter tido que metabolizar ao reagir hidrogénio com carbono para formar metano, em vez de reagir oxigénio com carbono para formar dióxido de carbono, como fazem os humanos.

O estudo fez uma descoberta importante. Os investigadores demonstraram que há uma “diversidade surpreendente” de dezenas de gases produzidos por produtos em E. coli que vivem sob hidrogénio. Muitos deles podem ser “bioassinaturas” detetáveis numa atmosfera de hidrogénio. Isto aumenta as nossas hipóteses de reconhecer sinais de vida num exoplaneta.

Dito isto, processos metabólicos que usam hidrogénio são menos eficientes do que aqueles que usam oxigénio. No entanto, seres que respiram hidrogénio já são um conceito estabelecido no que diz respeito aos astrobiólogos.

Os autores do novo estudo também apontam que o hidrogénio molecular em concentração suficiente pode atuar como um gás com efeito de estufa. Isto poderia manter a superfície de um planeta quente o suficiente para obter água líquida e para garantir vida na superfície.

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