Procurando fósforo estelar em exoplanetas potencialmente habitáveis

Uma cientista do SwRI (Southwest Research Institute) identificou o fósforo estelar como um provável marcador na busca por vida no cosmos.

© NASA/JPL-Caltech (ilustração de exoplaneta ao redor de sua estrela)

Ela desenvolveu técnicas para identificar estrelas suscetíveis de hospedar exoplanetas, com base na composição de estrelas que se sabe terem planetas, e propõe que os próximos estudos visem o fósforo estelar para encontrar sistemas com maior probabilidade de abrigar vida como a conhecemos.

"Ao procurar exoplanetas e ao tentar ver se são habitáveis, é importante que um planeta esteja 'vivo' com ciclos ativos, vulcões e placas tectônicas," disse a astrofísica planetária Natalie Hinkel do SwRI.

O fósforo é vital para toda a vida na Terra. É essencial para a criação do ADN, das membranas celulares, ossos e dentes em pessoas e animais, e até mesmo para o microbioma do plâncton do mar.

A determinação das proporções elementares para ecossistemas exoplanetários ainda não é possível, mas geralmente assume-se que os planetas têm composições semelhantes às das suas estrelas hospedeiras. Os cientistas podem medir espectroscopicamente a abundância de elementos numa estrela, estudando como a luz interage com os elementos nas camadas superiores de uma estrela. Usando estes dados, é possível inferir do que são feitos os planetas em órbita de uma estrela, usando a composição estelar como um substituto para os seus planetas. 

Na Terra, os elementos fundamentais da biologia são o carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre. Nos oceanos de hoje, o fósforo é considerado o último nutriente limitante para a vida, pois é o elemento químico menos disponível necessário para as reações bioquímicas. 

Hinkel usou o Catálogo Hypatia, uma base de dados estelares publicamente disponível que ela própria desenvolveu, para avaliar e comparar as proporções de abundância do carbono, do nitrogênio, silício e fósforo de estrelas próximas com aquelas do plâncton marinho médio, da crosta terrestre, bem como do silicato em massa na Terra e em Marte.

"Mas existem tão poucos dados da abundância estelar do fósforo," disse Hinkel. "Os dados do fósforo existem para apenas cerca de 1% das estrelas. Isto torna realmente difícil descobrir quaisquer tendências claras entre as estrelas, muito menos o papel do fósforo na evolução de um exoplaneta." 

Não é que as estrelas tenham necessariamente fósforo em falta, mas é difícil medir o elemento porque é detectado numa região do espectro normalmente não observada: no limite dos comprimentos de onda óptico (visível) e da luz infravermelha. A maioria dos estudos espectroscópicos não estão ajustados para encontrar elementos nesta região estreita. 

"O nosso Sol tem uma quantidade relativamente alta de fósforo e a biologia da Terra requer uma pequena, mas perceptível, quantidade de fósforo," continuou Hinkel. "Então, em planetas rochosos que se formam em torno de estrelas hospedeiras com menos fósforo, é provável que este elemento não esteja disponível para a potencial vida à superfície desse planeta. Portanto, pedimos que a comunidade de abundância estelar faça das observações do fósforo uma prioridade em estudos futuros e projetos de telescópios." 

Seguindo em frente, estas descobertas podem revolucionar as seleções de estrelas favoráveis para investigações futuras e definir a função que os elementos desempenham na detecção, formação e habitabilidade dos exoplanetas.

Um artigo foi publicado na revista The Astrophysical Research Letters.

Fonte: Southwest Research Institute