A Terra está situada no meio da zona habitável do Sol e é um lugar confortável para a vida. Nós desfrutamos de um clima relativamente estável e a quantidade certa de calor para permitir a água líquida. Mas uma nova pesquisa está mostrando um cenário dramaticamente diferente de planetas na borda exterior da zona habitável de uma estrela. Essa fronteira é um lugar perigoso para a vida, exibindo longas eras de gelo com rajadas única curtas de um clima temperado, um cenário que seria desfavorável ao desenvolvimento da vida animal complexa (embora formas mais simples de vida marinha podme ser possível). Este ciclo do clima, com base em mudanças no ciclo de carbono a longo prazo, foi examinado como parte de uma concessão de mundos habitáveis da NASA. Jacob Haqq-Misra, um cientista da pesquisa sem fins lucrativos com sede em Seattle Blue Marble Institute Espaço da Ciência, está conduzindo a investigação para descobrir onde surgem os limites da zona habitável. Um documento com base na pesquisa, intitulada "limite de ciclos pode reduzir a largura da zona habitável", será publicado no Astrophysical Journal.
O Ciclo do dióxido de carbono
A pesquisa de Haqq-Misra explora o que acontece com o ciclo do carbono-silicato na borda da zona habitável. O principal autor é o astrofísico Kristen Menou, da Universidade de Toronto. Normalmente, um planeta congelado vai se aquecer se ele tem vulcões bombeando dióxido de carbono, um gás com efeito estufa, na atmosfera. Geleiras derretem e o planeta se torna habitável para a vida. Uma vez que chegou a esse ponto, tem-se pensado que o clima do planeta se estabiliza. Mas a pesquisa mais recente mostra que planetas com uma elevada concentração de dióxido de carbono na atmosfera pode voltar a Era do Gelo. Em tal estado do planeta a corroção de rochas da superfície torna-se mais frequente rapidamente afastando rochas da superfície, devido à maior acidez da água da chuva que tem sido enriquecida em dióxido de carbono dissolvido. Isto é especialmente verdade em um planeta que não tem plantas terrestres. Ao longo do tempo, as rochas tomam tanto dióxido de carbono que o gás é em grande parte removido a partir da atmosfera. O planeta fica mais frio e a superfície se congela novamente, marcada para outra idade do gelo até que os vulcões possam enviar dióxido de carbono suficiente para a atmosfera para aquecer temporariamente o clima novamente. "Nós estendemos esta [pesquisa] através do desenvolvimento de um modelo com a física mais realista, e uma representação explícita de condensação de dióxido de carbono, que se torna um fator importante em direção à borda externa fria da zona habitável", disse Haqq-Misra. "Nós também analisamos a forma como esse comportamento depende do tipo de estrela hospedeira do planeta."
Estendendo o modelo
Ao olhar para diferentes tipos de estrelas, Haqq-Misra disse que está esperando torná-lo mais fácil de prever onde esses ciclos entre glaciação estendida e calor pontuado deve ocorrer. Isto faria com que a busca de possíveis planetas habitáveis fosse mais eficiente, porque poderíamos estimar a habitabilidade base no tipo de estrela. [Imagem - Impressão de artista da zona habitável de uma estrela, tipo A quente (superior); uma estrela de tipo G parecida com o Sol (no meio); e uma estrela mais fria do tipo M (parte inferior). Crédito: NASA]. O modelo mostra que, para estrelas como o nosso Sol (também conhecidas como estrelas G), ocorrem esses ciclos climáticos, mas apenas em planetas que produzem menos dióxido de carbono do que a Terra hoje. Isto sugere que, hoje, a Terra não está em risco de cair em tais ciclos perigosos, mas a Terra primitiva pode ter experimentado tais eventos em seu passado. Em estrelas anãs menores (tais como dos tipos K e M), esses ciclos não ocorrem por causa da radiação da estrela interagir com a superfície de gelo da água. Gelo de água é muito refletor de luz visível, quando atinge a superfície, mas a comprimentos de onda infravermelho mais curtos (os comprimentos de onda de luz que uma estrela dos tipos K ou M emitem principalmente), o gelo de água é mais absorvente. Isso permite os planetas dessas estrelas ficarem quentes e estáveis, mesmo na borda da zona habitável. Há uma ressalva, no entanto. Logo no início do ciclo de vida deestrelas do tipo M, essas estrelas queimam mais quente. Há um risco de que a menos que um planeta próximo de uma destas estrelas tenha água suficiente, a água se evaporar, devido à quantidade de radiação infravermelha, mesmo antes de a estrela se esfriar e se estabilizar. O grupo de Haqq-Misra também descobriu que as estrelas mais quentes do que a nossa estrela - como a estrela F - emitem tanta luz visível que o gelo de água em um planeta seria extremamente reflexivo à radiação da estrela, o que torna difícil para ela se aquecer. Portanto, seu grupo sugere que estrelas dos tipos G e K seriam as estrelas mais habitáveis para os planetas no limite da zona de água líquida. Estes seriam os melhores alvos para procurar planetas habitáveis, disse Haqq-Misra. Há algumas incertezas do modelo de Haqq-Misra, no entanto. Os cientistas não sabem realmente o quanto as mudanças de desgaseificação vulcânicas ao longo do tempo, de modo que eles usaram parâmetros na Terra atual. A outra coisa complicada é descobrir como um (desabitada) planeta abiótico se comporta com o excesso de dióxido de carbono na atmosfera. Os cientistas calibraram o modelo por perceber que a vida vegetal na Terra tende a manter o dióxido de carbono armazenado no solo. Isto sugere que, se toda a vida fosse retirada do nosso planeta, este carbono armazenado seria lançado de modo que o nível total de dióxido de carbono na atmosfera subiria. Um planeta abiótico com uma taxa baixa de saída de gás vulcânico a Terra de hoje pode ser um alvo pobre para procurar sinais de vida. No entanto, o nosso planeta hoje não está no limite da zona habitável (que é mais de onde Marte está), então esses ciclos extremos e idades de gelo não teriam lugar aqui. Editor Paulo Gomes de Araújo Pereira.
