O planeta candidato ao surgimento da vida está sem dúvida experimentando eventos catastróficos e extinções periódicas. Se a vida está destinada a sobreviver e se desenvolver, o planeta deve ter certas condições para sua existência.Existem centenas de bilhões de estrelas em nossa galáxia, muitas das quais com planetas do tamanho da Terra, localizadas à distância certa de suas estrelas, para que a água líquida possa estar em sua superfície, para que a vida tenha a chance de aparecer em toda a Via Láctea. Pelo menos achamos que sim. Mas não pode ser que nossas condições em nosso planeta de alguma forma nos separem e a vida que apareceu e se desenvolveu na Terra? É isso que o leitor nos pergunta:
O que aconteceria se nosso sistema solar se formasse um pouco mais ao longo da manga da galáxia? Se estivéssemos no seu final? Mas e se, em vez de um enorme buraco negro no centro, nosso sistema solar estivesse lá? Nosso clima mudaria disso? Podemos sobreviver?
Vamos ver o que mudaria nesse caso.
Ilustração de um disco protoplanetário no qual planetas e planetesimais criam "sulcos" no processo de formação. O disco externo fornece material que acaba em mantos, crostas, atmosferas e oceanos de planetas como o nossoTemos
bastante conhecimento sobre como e o que se desenvolveu em nosso sistema solar nos últimos 4,5 bilhões de anos. Uma nuvem molecular de gás com certas substâncias que o enriquecem - cerca de 2% dos elementos pesados em massa, 28% de hélio e 70% de hidrogênio - comprimiram e geraram novas estrelas. Um deles estava destinado a se tornar nosso Sol, formado junto com o disco protoplanetário que o cerca, como acontece com quase todas as estrelas.
Por dezenas de milhões de anos, o Sol quente evaporou o material da parte interna do disco, e a parte externa, mais fria, caiu para dentro e se reuniu em torno dos núcleos que ganharam vida. Os mundos gigantes mais maciços possuíam um grande número dos elementos mais leves (hidrogênio e hélio), e os pequenos mundos rochosos não tiveram sucesso. Todo o resto foi feito por interações gravitacionais, que determinaram a aparência atual do sistema solar.
Muitas das propriedades da Terra e do sistema solar parecem especiais, mas podem não ser necessárias para o surgimento da vida. Ao contrário de outros planetas rochosos do sistema solar, apenas a Terra tem uma lua que causa refluxo e fluxo e mantém uma inclinação estável do eixo. Ao contrário de muitos outros sistemas estelares, o nosso possui um gigante - Júpiter - localizado um pouco além do cinturão de asteróides. E, ao contrário da maioria das estrelas da Galáxia, estamos localizados na borda de uma espiral de braço, a 25.000 anos-luz do centro galáctico.
A estrutura da nossa Via Láctea é bastante bem marcada, incluindo a posição do nosso Sol. Hoje não se sabe quais estrelas e regiões da galáxia são capazes de sustentar a vida.Por 4,5 bilhões de anos, a vida na Terra continuou a sobreviver e evoluir, gerando cada vez mais complexidade, diversidade e codificando cada vez mais informações no DNA. Temos experimentado muitas extinções em massa, cujas causas não são conhecidas exatamente por nós. Embora 30% a 70% de todas as espécies de criaturas vivas tenham desaparecido uma vez ou outra, no último período, desde a queda do asteróide gigante 65 milhões de anos atrás, a vida na Terra não parou. O tempo passou e a atividade biológica continuou.
A porcentagem de espécies extintas em vários intervalos de tempo. O maior conhecido é a extinção em massa do Permiano que ocorreu 250 milhões de anos atrás, cujas causas ainda são desconhecidas.Mas de todas as propriedades que a Terra possui, que são absolutamente necessárias para a vida? Que tipo de planeta pode levar a uma história de vida diferente da nossa, mas a vida nele será possível?
Até encontrarmos vida fora da Terra, em planetas fora do sistema solar, as respostas a essas perguntas serão inevitavelmente puramente especulativas. Mas essas não são suposições vazias; estas são declarações teóricas emitidas com as melhores realizações científicas até o momento. Com base em tudo o que sabemos, acreditamos que as condições que permitem a vida existir são muito mais diversas e flexíveis do que a maioria das pessoas poderia imaginar.
Quando o Polo Norte da Terra é desviado ao máximo do Sol, ele é inclinado ao máximo para a Lua cheia, localizada no outro lado da Terra. A lua estabiliza nossa órbita e diminui nossa rotação. Não se sabe se a presença de uma lua é necessária para que a vida se desenvolva e se sustente no planeta.Tomemos, por exemplo, um grande satélite da Terra. A interação gravitacional com ele mantém a estabilidade do eixo de rotação do nosso planeta. A inclinação atual do eixo é de 23,5 °, mas em intervalos muito longos varia de 22,1 ° a 24,5 °. Em um mundo como Marte, a inclinação do eixo agora é quase a mesma da Terra: cerca de 25 °. Mas em intervalos de dezenas de milhões de anos, ele muda dez vezes mais que o nosso - de 13 ° para 40 °.
Isso leva a mudanças climáticas significativas em diferentes latitudes de Marte, superando as eras glaciais da Terra. Mas enquanto a vida sobreviver a mudanças de temperatura a longo prazo ou migrar para zonas de temperatura mais aceitáveis, isso não deve ser um fator crítico. Curiosamente, as forças de maré da lua também aumentam a duração de nossos dias - de aproximadamente 8 horas para 24 horas nos últimos quatro bilhões de anos. E isso, aparentemente, não afetou a vida de forma alguma.
O movimento dos asteróides do cinturão principal e asteróides Trojan em torno de Júpiter pode estar sujeito à influência de um planeta gigante, mas ainda não se sabe se o número de asteróides cruzando o caminho da Terra em relação ao mesmo sistema estelar, mas sem um gigante gasoso semelhante, aumenta ou diminui a presença de Júpiter.Isso é muito semelhante à questão da presença de Júpiter em nosso sistema solar. Sim, a sabedoria convencional é que Júpiter "limpa" o cinturão de asteróides e reduz a probabilidade de um asteróide colidir com a Terra. Mas, de fato, há muito debate sobre esse assunto. Por exemplo, pense sobre esta pergunta: a presença de Júpiter aumenta ou diminui a probabilidade de um asteróide voar em nossa direção? Júpiter atua no papel de uma força perturbadora, dando aleatoriamente velocidade adicional a tudo o que passa por ela. Muitos asteróides serão jogados fora, mas muitos estáveis podem se tornar potencialmente perigosos. Ainda não sabemos ao certo se isso contribui positivamente ou negativamente para a equação cósmica da vida.
Um mapa da densidade de estrelas na Via Láctea e no céu ao redor, que mostra claramente a Via Láctea, grandes e pequenas nuvens de Magalhães, e se você olhar de perto, o NGC 104 fica à esquerda da Pequena Nuvem de Magalhães, o NGC 6205 é um pouco mais alto e à esquerda do centro galáctico, e o NGC 7078 é ligeiramente abaixo. No total, a Via Láctea contém de 200 a 400 bilhões de estrelas e o Sol está localizado a cerca de 25.000 anos-luz de seu centro.Além disso, há um debate sobre quais estrelas são capazes de sustentar a vida. Eles não apenas precisam ser não muito massivos e de vida curta, mas também, talvez, eles precisam ter uma massa suficientemente grande que exceda um certo limite. A maioria das estrelas - cerca de 80% - são anãs vermelhas. Eles são escuros, rapidamente
capturam marés de planetas e geralmente emitem grandes flashes. A vida perto deles é possível ou precisa de uma estrela mais maciça, semelhante ao sol?
E a nossa localização na galáxia? Podemos razoavelmente falar sobre algumas coisas, por exemplo, sobre a presença de um número suficiente de elementos pesados. Para obter planetas rochosos com ingredientes que promovem a vida, em nossa opinião, você precisa ter elementos pesados o suficiente. Sem eles, apenas gigantes gasosos podem aparecer, nos quais uma variedade de compostos de carbono é impossível, sem os quais a vida não pode ser criada.
Uma fotografia do centro galáctico em vários comprimentos de onda mostra estrelas, gás, radiação e buracos negros, além de outras fontes. Uma enorme quantidade de material foi coletada lá, incluindo elementos pesados e compostos orgânicos, os precursores necessários à vida. Mas deve haver muitos deles, ou a vida será impossível.Mas qual é esse limite? É necessário ter um número muito grande de elementos pesados para fazê-lo funcionar? E se serão metade do que a nossa? E 10 vezes? Cem? Podemos marcar o número de elementos pesados - o que os astrônomos chamam de
metalicidade - em relação à localização de uma estrela em uma galáxia. E descobriremos, talvez de maneira inesperada, que se as estrelas estiverem próximas do plano do disco da Via Láctea, e não muito próximas, e não muito distantes do seu centro, elas serão mais ou menos semelhantes às nossas. O equilíbrio necessário de elementos pesados, se assumirmos que, para a vida, é necessário superar um certo limiar, realmente existe na maioria das estrelas da Via Láctea, aparecendo hoje.
A relação entre o arranjo das estrelas na Via Láctea e sua metalicidade, ou seja, a presença de elementos pesados. Estrelas que variam de 3.000 anos-luz do centro da Via Láctea a várias dezenas de anos-luz mostram uma abundância de elementos pesados, muito parecidos com o que está no sistema solar.Obviamente, deve haver lugares onde as condições são muito duras para a vida toda. Uma estrela muito massiva, 50% maior que o Sol, não viverá o suficiente para que a vida atinja tanta complexidade como na Terra. Um planeta habitado que está muito perto de um cataclismo cruel - por exemplo, de uma supernova ou um flash de raios gama - pode perder sua vida nele, embora haja um debate sobre isso, porque a vida pode sobreviver a esse fenômeno. Onde a densidade das estrelas é muito alta, o planeta pode simplesmente ser jogado para fora do seu sistema estelar de origem ou violar de alguma forma crítica sua órbita. Onde estamos, as chances de um evento desse tipo são muito pequenas, mas mais próximas do centro da galáxia elas teriam crescido incrivelmente.
Nos centros das galáxias, há estrelas, gás, poeira e buracos negros - e tudo isso gira em torno do buraco negro supermassivo central e interage com ele. Essas massas não apenas reagem ao espaço curvo, mas também curvam o próprio espaço, como resultado das interações gravitacionais mútuas, que despejam na descida das órbitas de estrelas e planetas, se tornam muito frequentes.Para que a vida se desenvolva com sucesso por bilhões de anos, em nossa opinião, são necessários três ingredientes básicos: a vida deve nascer, as condições no planeta devem ser estáveis o suficiente para a vida continuar e o planeta deve evitar eventos que possam 100% destruir toda a vida. É muito fácil imaginar um planeta como Marte, no qual a vida começou. Mas se as condições do planeta mudarem e se tornarem inaceitáveis para a vida, ou se houver uma catástrofe devido à qual todos os seres vivos morrem, o mundo semelhante à Terra não funcionará.
Eventos cataclísmicos ocorrem em toda a galáxia e em todo o universo, desde supernovas e buracos negros ativos até a confluência de estrelas de nêutrons e muito mais. Por causa disso, áreas do espaço com um denso arranjo de estrelas podem ser muito rígidas para a aparência da vida, mas, para eliminar completamente essa possibilidade, precisaremos de mais evidências do que temos agora.No entanto, existem poucas chances de surgimento de vida apenas nas partes mais densas e esparsas da galáxia. O centro galáctico é povoado por jovens estrelas maciças, próximas às quais a vida está em maior perigo; nos arredores muito rarefeitos da galáxia, a vida dificilmente teria surgido. Tanto quanto sabemos, assim que a vida aparece no planeta e começa a habitá-lo, é muito difícil erradicar.
Temos certeza absoluta de que as condições que existiam na Terra após o seu aparecimento levaram ao surgimento de uma próspera biosfera, mas parece-nos que condições completamente diferentes também poderiam levar a um resultado semelhante. Na grande equação cósmica, não se deve descartar as chances de a vida sobreviver e florescer em um grande número de condições diversas. Afinal, a selva, as fontes hidrotermais e a neve da Antártica - todas elas são cheias de vida. Outro planeta pode não ser adequado para humanos, mas pode ser adequado para os alienígenas que cresceram nele.
Ethan Siegel - astrofísico, popularizador da ciência, autor de Starts With A Bang! Ele escreveu os livros "Beyond the Galaxy" [ Beyond The Galaxy ] e "Tracknology: the science of Star Trek" [ Treknology ].