sexta-feira, 28 de abril de 2017

ASTROBIOLOGIA


Constelação Cruzeiro do Sul
BUSCA PELA VIDA FORA da TERRA
blog criado por PAULO ANIBAL G. MESQUITA
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A busca de outro sistema solar não é algo muito fácil de realizar, pois em 1º lugar o ser humano não dispõem de tecnologia de naves espaciais rápidas o suficiente para empreender uma viagem um planeta de outra estrela. Por exemplo, uma viagem até a estrela mais próxima do nosso sistema solar, a Alfa Centauro (Alpha Centauri), localizada a 4,3 anos-luz da Terra (ou 40 trilhões de quilômetros) levaria nada menos do que 130 mil anos com à atual tecnologia de vôos espaciais. A luz da estrela Alfa Centauro leva 4,3 anos para chegar até nós na velocidade de 300.000 km por segundo num período de um ano, ou seja, quando olhamos para esta estrela aqui no hemisfério sul estamos vendo a imagem dela de 4,3 anos atrás. O contato visual de um planeta de uma outra estrela aqui da Terra é quase impossível, onde de longe, só se consegue observar as estrelas, que têm luz própria.  Até 28 de Abril de 2017, foram oficialmente  catalogados 3608 Exoplanetasou seja, são 3608 planetas fora do nosso sistema solar (http://exoplanet.eu/catalog.php) em 2702 sistemas planetários e 610 sistemas planetários múltiplos.
 Chamamos a atenção que um dos planetas até hoje descoberto foi justamente no sistema da estrela Alfa do Centauro, que é a estrela mais próxima da Terra depois do nosso sol.  A estrela 51 Pegasi(42 anos-luz da Terra) foi a primeira onde foi constatado um planeta(HD217014).
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Um pouco da HISTÓRIA da ASTROBIOLOGIA / Exobiologia
A Astrobiologia  teve início certamente pelo biólogo Joshua Lederberg, no inicio da década de 60, que trabalhou na NASA com pesquisas relacionadas com a possibilidade de vida na superfície de Marte. Ela a ciência que estuda vida fora da Terra (ex do grego = fora, exterior). Está voltada para o estudo das condições para existência e formação da vida. Com o passar dos anos a astrobiologia ganharia cada vês mais "terreno". Em 1976 duas espaçonaves Viking, lançadas pela NASA, pousaram na superfície do planeta vermelho com experimentos destinados diretamente à procura de indícios de vida. Nas décadas de 1980-90 as espaçonaves Voyager I e II e Galileo encontraram evidências de oceanos subterrâneos em alguns dos satélites de Júpiter. E, nos últimos anos, notícias de descobertas de exoplanetas, tornaram-se quase que uma rotina mensal, sendo que a mais impressionante foi a descoberta do Gl 581c em abril de 2007, 1° planeta na "zona habitável" fora do nosso sistema solar. A estes fatos soma-se a descoberta dos extremófilos, microorganismos capazes de sobreviver em condições extremas em nosso planeta, o que mostra que vida tem uma capacidade incrível de se adaptar aos mais variados ambientes. Sem dúvida nenhuma o grande passo de lá pra cá foi à detecção de moléculas orgânicas (Base de Carbono) extraterrestres pela espectroscopia na luz visível, muitos acreditam que a origem da vida na Terra seja realmente de natureza extraterrestre , mais provavelmente através de impactos de meteoritos e de pequenos cometas (teoria da Panspermia),que teriam trazido os "ingredientes" orgânicos da vida,por ex. o meteorito de Murchison, descoberto na Austrália em 1969, contém xantina e uracila, duas substâncias necessárias para a formação de DNA e RNA, moléculas essenciais (material genético) para a vida na Terra.Pesquisadores dos EUA e da Europa na edição de junho da revista especializada Earth and Planetary Science Letters. O meteorito reforça ainda mais a tese de que bases da vida vieram do espaço. No total, foram encontrados 74 aminoácidos no meteorito, mas apenas 6 são do mesmo tipo dos observados na Terra. Além disso, os átomos de carbono encontrados nas substâncias são de um tipo raro na Terra (carbono 13), o que praticamente garante que elas se formaram no espaço. Meteorito Murchison.) Desde a Grécia antiga, os filósofos ligados à escola dos atomistas, defendiam a idéia da existência de outros mundos, como o Anaximandro (c.610-c.540 A.C.), Leucipo (c.480-420 A.C.), Demócrito (c.460-370 A.C, entre outros, especularam muito sobre a possibilidade de encontrarmos mundos constituídos de uma infinita variedade. Infelizmente, na idade média essa idéia foi firmemente esmagada pela igreja através da inquisição, sendo que talvez o exemplo mais dramático foi quando o filósofo italiano Giordano Bruno (1548-1600) foi queimado vivo por afirmar em 1584: "Inumeráveis sóis existem, inumeráveis Terras giram ao redor destes sóis... Seres vivos habitam estes mundos"; note-se que teoria da Panspermia é anterior à descoberta de compostos orgânicos nos cometas; essa analise da origem da vida "via" extraterrestre é plausível e aceitável se levarmos em consideração a própria formação de água liquida, pois a mesma só pode ter se formado e tomado "abundante" depois que a crosta terrestre se resfriou e a atmosfera se formou; isso deixa, no máximo de 400 a 500 milhões de anos para o surgimento da vida. Considero esse tempo extremamente curto, pois pela Biologia clássica a vida na Terra surgiu como produto de reações químicas pré-bióticas (Oparin 1924 \ Muller e Urey, 1953), então, a síntese da vida a partir da matéria abiótica foi mais rápida do que a evolução dos mais complexos seres vivos, e por isso a minha indagação. Talvez até a água primordial dos oceanos foi trazida pêlos cometas no passado remoto da Terra. A astrobiologia é uma ciência relativamente nova, é um ramo da biologia que estuda as condições para à manutenção da vida fora do planeta Terra, inclusive a NASA possui um grande departamento sobre Astrobiologia.
Criamos e formulamos há alguns anos o curso sobre Astrobiologia vinculado a um observatório astronômico, cujo o programa a ser desenvolvido esta abaixo:
*Astrobiologia como um campo de investigação científica.
*A grande questão: O que é a “Vida”?
*O contexto histórico Atual
*Teoria da Panspermia
<Matéria Orgânica no Espaço / Química interestrelar· O contexto prebiótico no planeta Terra· Cometas, Meteoritos carbonáceos (Murchison) e “Berçários estelares”>
*Origem da Vida, Evolução e “variações” da vida.
A Terra como Planeta na Zona Habitável
*Sistema Solar: O Meio Ambiente nos outros planetas do sistema solar

*A questão de Marte e suas evidências
*Satélites do Sistema Solar: Europa, Calixto, Titã e Tritão

*Exoplanetas ou planetas extra-solares
*A equação de Drake - Possibilidade de civilizações extraterrestres

*O Contato: A Radioastronomia e o Projeto SETI
*A vida em situações extremas
*A importância da missão Phoenix
*FANI (Fenômenos Aéreos não Identificados)
 

(imagem da Lua no telescópio de 200 mm de Paulo Aníbal)
 
A VIDA VEIO do ESPAÇO!?!?
 De certa forma o começo foi à detecção de moléculas orgânicas (Base de Carbono) extraterrestre pela espectroscopia na luz visível, no ultravioleta UV), no infravermelho (IV) e rádio. O espectroscópio, que através das cores analisa à luz emitida, esta para um astrônomo ou exobiólogo o que à lupa esta para um detetive; no final da década de 60 foi descoberta a amônia (NH3) pela radioastronomia, e que as nuvens nos meios interestelares com hidrogênio (H), hélio (He), carbono (C), oxigênio (O), nitrogênio (N) e outros formam varias moléculas orgânicas complexas. Por exemplo, o HCOOH (ácido fórmico) e a H2CHN (metanímina) descobertos pela radioastronomia que, combinados, formam a glicina(NH2CH2COOH), aminoácido essencial para a vida que compõem as proteínas, foi detectado em uma nuvem interestelar na direção da constelação de Sagitário. Análise de alguns meteoritos carbonáceos revelou a presença de aminoácidos, como por exemplo o meteorito Murchison (J.Cronin- Univ. Arizona) onde foi detectado 74 diferentes aminoácidos e dezenas de outros compostos orgânicos, revelando que há mais diversidade orgânica de aminoácidos em meteoritos do que a própria vida na Terra. Outro dado interessante é a detecção de HCN ( ácido cianídrico) e de H2O (água) na nebulosa de Órion ("Berçário" de estrelas); em algumas nuvens interestelares foram identificadas moléculas mais complexas como C5H50H (álcool etílico). A espectroscopia ainda revelou radicais e moléculas orgânicas e água nos cometas [seriam os fecundadores espaciais?]
(Cometa Hle-bopp com os compostos orgânicos em destaque, seria um fecundador espacial?)
Até agora citamos alguns aspectos químicos, mas quando teremos à total certeza da existência de formas de vida em outros planetas? Não seria muita prepotência da espécie humana afirmar que só exista vida em nosso planeta?A Terra é apenas um minúsculo planeta localizado num sistema solar na periferia da nossa galáxia, a Via Láctea, que estima-se possuir mais de 200 bilhões de estrelas, 10% delas, ou seja, 200 mil são muito semelhantes ao nosso astro rei -o Sol. Então, numericamente, é enorme à possibilidade de existir outros planetas orbitando essas estrelas possuir condições para a vida como a tal conhecemos em nossa galáxia, mas também há muitas outras em todo universo; isso é objeto de estudo da exobiologia. Em nosso próprio sistema solar são poucas as chances de encontrarmos que haja condições ideais para manutenção da vida, por ex., Mercúrio, o planeta mais próximo do Sol, é um verdadeiro inferno com temperaturas superiores à 400o C acima de zero; Vênus que, apesar de estar mais longe do Sol que Mercúrio, é bem mais quente que o mesmo devido ao efeito estufa causado pela grande quantidade de CO2(gás carbônico) na sua atmosfera, cerca de 97%(na Terra é 0,04%), ocasionando uma letal chuva ácida também; Marte, sua frágil atmosfera não segura o calor da superfície, cerca de 25°C ao dia e 110°C à noite,tornando-o um imenso deserto àrido com 90% de gás carbônico, 10% de nitrogênio e outros gases,incluindo oxigênio(0,15%) não oferece condições ideais, mas é o mais promissor depois da Terra, provavelmente já houve muita água na superfície devido as fortes evidências como canais tortuosos que lembram leitos secos de rios na Terra no solo marciano, que é rico em óxido de ferro, responsável pela sua cor avermelhada e suspeita-se que em Marte haja muita água em seu subsolo, em Marte grandes vulcões ativos e formações montanhosas estranhas como a da suposta forma de rosto na região

A Importância da Missão da Sonda Phoenix

A sonda Phoenix, que pousou na superfície do planeta Marte no dia 25 de Maio de 2008. Ela estava com carrega dezenas de quilos de equipamentos científicos, inclusive um braço robótico de 2.35 metros que escavou o solo até uma profundidade máxima 20 centímetros, onde as amostras do material foram coletadas e analisadas pelo laboratório a bordo da sonda. A composição e textura do solo acima da camada de gelo também podem indicar se ocorreram derretimentos, o que seria um indício de ciclos climáticos de longa duração. Nas amostras coletadas também foi possível realizar testes para detectar água e o carbono, elementos químicos fundamentais na constituição de seres vivos, aquecendo-se amostras no solo em minúsculos fornos e se estudar os vapores liberados no aquecimento. Outro instrumento testou as amostras de solo, adicionando água e analisando a dissolução dos produtos. Câmeras e microscópios irão fornecer informações sobre objetos em dimensões microscópicas, como o recente achado de minúsculos grãos de areia. Na sonda há dois importantes laboratórios: o Analisador de Microscopia, Eletroquímica e Condutividade (MECA) e do Analisador Térmico de Desprendimento de Gases (TEGA). O 1° analisa o solo, verificando o pH e a quantidade de minerais, dissolvendo pequenas quantidades de solo na água, o Meca determina o nível de acidez (pH), a abundância de minerais como magnésio, a existência de cátions ou cloreto de sódio, ânions de sulfato e brometo, e dióxido de carbono e oxigênio dissolvidos. Olhando através do microscópio, o Meca examina os grãos do solo para ajudar a determinar sua origem e mineralogia. Agulhas espetadas no solo determinam o conteúdo da água e do gelo, e a capacidade do calor e do vapor de água penetrar no solo. Já o TEGA, projetado para analisar até 8 amostras, é um conjunto de 8 fornos para as mesmas, 8 fornos de referência e um espectrômetro a laser de diodo ajustável. O braço robótico da Phoenix inicia cada experimento recolhendo a amostra e após fotografar a mesma, a coloca num forno a 950°C. Durante cada análise, um forno de referência vazio é aquecido à mesma temperatura de um forno com a amostra. A diferença na energia exigida para aquecer os fornos pode ser usada para inferir a presença de água em forma de gelo e minerais contendo água ou dióxido de carbono. O espectrômetro determina a quantidade de dióxido de carbono e vapor de água liberada das amostras durante o aquecimento. A partir disso, o TEGA determina as concentrações de gelos, substâncias voláteis e os minerais voláteis contidos na superfície e sob a superfície dos materiais.

Um pouco da história da descoberta de Exoplanetas:
Um planeta extra solar é um planeta fora de nosso sistema planetário denominado solar. A descoberta dos primeiros exoplanetas foi anunciada em 1989, quando variações nas velocidades radiais de HD 114762 e Alrai (γ Cephei) foram explicadas como efeitos gravitacionais causados por corpos de massa subestelar, possivelmente gigantes gasosos (11 MJ & 2-3 MJ respectivamente). Alrai foi analisada em um artigo no ano anterior, mas a questão de um companheiro planetário como causa das variações de velocidade foi deixada em aberto. Todavia, uma pesquisa subseqüente em 1992 concluiu que os dados não eram robustos o bastante para confirmar a presença de um planeta , mas, dois anos depois, técnicas aperfeiçoadas confirmaram sua existência. O caso de HD 114762 ainda não foi refutado, mas considera-se que seu companheiro possa ser uma estrela de baixa massa em órbita vista de topo.A primazia da descoberta dos primeiros exoplanetas também é requerida pelo astrônomo polaco Aleksander Wolszczan, que, em 1993, encontrou planetas ao redor do pulsar PSR 1257+12. Acredita-se que eles tenham sido formados dos remanescentes da supernova que produziu o pulsar, numa segunda rodada de formação planetária, ou de caroços rochosos dos restos de gigantes gasosos que sobreviveram à supernova e espiralaram as suas órbitas atuais.Exoplanetas ao redor de estrelas solares começaram a ser descobertos em grande número no fim da década de 90 como resultado do aperfeiçoamento da tecnologia dos telescópios, tais como o advento dos CCDs e de processamento de imagens por computador. Tais avanços permitiram medições mais precisas do movimento estelar, possibilitando que os astrônomos detectassem planetas, não visualmente (porque a luminosidade de um planeta é geralmente muito baixa para ser detectada desta forma), mas através dos efeitos gravitacionais que exercem sobre as estrelas ao redor das quais orbitam. Exoplanetas também podem ser detectados através da variação da luminosidade aparente da estrela à medida que o planeta passa defronte dela (eclipse).O primeiro planeta extra-solar definitivo descoberto ao redor de uma estrela da seqüência principal (51 Pegasi) foi anunciado em 6 de outubro de 1995 por Michel Mayor e Didier Queloz da Universidade de Geneva. Desde então, dezenas de planetas foram descobertos e algumas suspeitas datadas do fim dos 80s foram confirmadas, muitas pelo time liderado por Geoffrey Marcy, da Universidade da Califórnia, com dados obtidos nos observatórios Lick e Keck. O primeiro sistema a ter mais de um planeta detectado é υ Andromedae. A maioria dos planetas detectados possuem órbitas muito elípticas. Todos os planetas até hoje descobertos possuem grande massa e a maioria tem massa superior a de Júpiter. Principais métodos de detecção:A astrometria consiste no método mais antigo para a busca de exoplanetas, usado pela primeira vez em 1943. Uma certa quantidade de estrelas candidatas foram encontradas desde então, mas não houve confirmação em nenhum desses casos, e muitos astrônomos desistiram desse método diante de outros mais bem-sucedidos. O método envolve a medição do movimento próprio da estrela em busca dos efeitos causados por seus planetas; todavia, infelizmente, variações no movimento próprio são tão pequenas que mesmo os melhores instrumentos atuais não fornecem medições confiáveis. O método requer que as órbitas dos planetas sejam aproximadamente perpendiculares a nossa linha de visada; desta forma, planetas detectados por esse método não puderam ser confirmados por outros métodos. O método de velocidade radial mede variações na velocidade com a qual a estrela se afasta ou se aproxima de nós, i.e., mede a componente da velocidade estelar ao longo da linha de visada. A velocidade radial pode ser deduzida do deslocamento nas linhas espectrais da estrela hospedeira, devido ao efeito Doppler.Tais deslocamentos são induzidos pelo planeta que orbita a estrela, uma vez que ambos orbitam em torno do mesmo baricentro. A velocidade da estrela ao redor do baricentro é muito menor do que aquela do planeta (os raios das órbitas e, portanto, as velocidades dos corpos são inversamente proporcionais à massa desses). Mesmo assim, variações de velocidades tão baixas quanto poucos m/s podem ser detectadas. Esta é a principal e, até o momento, mais bem-sucedida técnica usada por caçadores de planetas. Também é conhecida como "método Doppler". Mas ela funciona bem apenas para estrelas relativamente próximas, até 160 anos-luz. Ela encontra com facilidade planetas que estejam próximo à estrela, mas tem dificuldade em encontrar aqueles que orbitam a distâncias maiores. O método Doppler pode ser usado para confirmar as descobertas empreendidas através do método de trânsito.

PROJETO SETI & RADIOASTRONOMIA

(Tela do projeto Seti at Home, a radioastronomia na busca extraterrestre)
Até agora conseguimos analisar que é perfeitamente possível à vida biológica em outros planetas de outras estrelas, mas como é possível determinar à existência da Vida Inteligente? Talvez a resposta venha com à Radioastronomia, através do rastreiamento das ondas de rádio que chegam à Terra pelo Projeto Seti (Search for Extraterrestrial Inteligence).O interesse da astronomia nessa área começou em 1959, quando os cientistas P. Morrisson e G. Giuseppe afirmaram que os sinais de rádio seria a forma mais lógica entre civilizações inteligentes, pois as ondas de rádio viajam na velocidade de luz e não são distorcidos pela atmosfera dos planetas e, no ano de 1960, o astrônomo americano Frank Drake, no Observatório de West Virgínia, começou a vasculhar o céu com um radiotelescópio, onde captava apenas uma faixa de rádio por vez. Hoje mobiliza mais de 400 pesquisadores, em mais de 25 países; no momento o maior número de antenas de rádio usados em conjunto para observação é 27 e a maior antena do mundo esta em Arecibo (Porto Rico), com 350 metros de diâmetro. Primeiramente foi escolhida as freqüências de onda entre 1000 e 10000 megahertz, pois é a mais silenciosa do universo, com menos interferência de estrelas, quasares e dos pulsares; depois optou-se por uma faixa relativamente estreita, entre 1420 megahertz e 1720 megahertz, a primeira é a freqüência emitida pela molécula de H2 (Hidrogênio) com 21 cm de onda e a segunda é do radical OH (Hidroxila), que em condições certas, une-se ao hidrogênio para formar à água. Por isso que essa faixa de freqüência é chamada de "buraco d' água", onde muitos cientistas acreditam ser à faixa mais provável de sintonia com civilizações tecnologicamente avançadas supondo que estas devem estar, no mínimo, no mesmo nível de desenvolvimento com à Terra, além da freqüência do hidrogênio ser mais econômica e mais eficiente para as transmissões espaciais. Quase 140 sinais, que podem ter sido emitidas por inteligências ET, já foram capturadas. Um deles, no dia 15 de agosto de 1977, captado por um radioastrônomo da Univ. do Rstado de Ohio(EUA), com um sinal de seqüência lógica próxima da frequência do hidrogênio, ficou eufórico e escreveu a palavra "Wow"(Uau) na folha com os sinais impressos, infelizmente não houve à repetição dos sinais, impossibilitando qualquer confirmação. É de Frank Drake a equação matemática (1961) de possibilidade de vida extraterrestre:

N=N* x fp x Ne x f1 x fi x fc x fL

Onde:
N é número total de civilizações avançadas existentes numa galáxia e, por esses números da conta de Drake,há 100.000civilizações inteligentes com capacidade de comunicação só em nossa galáxia.
N* é o número de estrelas de uma galáxia, no caso da Via Láctea a estimativa é de 200 Bilhões de estrelas.
fp é a fração de estrelas com planetas ao seu redor- 0,5 onde acredita-se que metade das estrelas tenha planetas orbitando.
Ne é número de planetas em cada sistema com condições para o desenvolvimento da vida Estima-se entre 1 e 4.
f1 é a fração de planetas onde a vida se desenvolveu. Entre 0,1 a 1,0.
fi é a fração de planetas onde a inteligência se desenvolveu. Estima-se 1.
fc é a fração de civilizações que desenvolveram à comunicação, pelo menos rádio. Estima-se entre 0,1 a 0,9.
fL é a fração de tempo em que essa civilização enviou sinais.Estimativa de 0,00001.

Observações: A presença de elementos essenciais para a formação da vida na poeira interestrelar, já citado, não oferece qualquer dúvida, inclusive corroborado pelas descobertas da sonda Giotto(1986), que interceptou o núcleo cometa Halley e constatou à presença de componentes pré-biológicos como CO2, CO, H2O, CH4(metano), NH3 e grãos de grafita , os cinco primeiros também foram detectados pelo infravermelho(Satélte ISO); No coma do cometa, que resulta da sublimação do gelo do núcleo, que da origem à famosa cauda, foram detectados substâncias como CH3CN(metilcianido), HCN(no cometa Kohoutek), HCOOH(ac. fórmico), CH3OH(álcool metílico) e H2S (sulfeto de hidrogênio); todas essas substâncias também foram detectadas no cometa Hale-Bopp pelo o satélite IRAM. A queda de cometa não é raro de acontecer, pois a Terra é constantemente bombardeada por minibólidos de gelo, inclusive já foi flagrado pelo satélite Polar em 1997, queda de um minúsculo cometa durante à noite; também em 1997, em Junho, caíram em Itapira(região de Campinas-SP) pedaços de gelo em pleno céu azul sobre áreas rurais, onde tive oportunidade de investigar na época. Além dos impactos de cometas, houve os impactos de meteoritos carbonáceos, que trouxeram muitos compostos orgânicos, entre eles, os aminoácidos; estes são componentes para à formação das proteínas, essenciais para à vida biológica. Tudo isso indica que a evolução se deu muito antes do que se calculava, pois as primitivas bactérias, que seriam os primeiros seres vivos,se reproduziam através do DNA, codificador de toda à informação biológica em todos os seres vivos da Terra.

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