Astrofísica: Exoplanetas semelhantes à Terra serão explorados em busca de vida

Depois de os investigadores terem descoberto dois exoplanetas na "zona habitável" de uma estrela anã vermelha, dois astrofísicos decidiram verificar o seu potencial de possuir vida.

Os dois exoplanetas foram encontrados na "zona habitável" de uma estrela anã vermelha, conhecida como estrela de Teegarden, o que contribuiu para a decisão de dois astrofísicos israelenses de verificar o verdadeiro potencial dos dois planetas para abrigar vida.

A estrela de Teegarden é uma das mais próximas da nossa, a apenas 12,5 anos-luz de distância da Terra. Além disso, ela é uma estrela anã vermelha escura, sendo que o sol é 300 mil vezes mais brilhante que ela, e possui apenas 8% da massa do Sol.

"Os dois planetas se assemelham aos planetas interiores do nosso Sistema Solar", afirmou o líder do estudo, Mathias Zechmeister, do Instituto de Astrofísica da Universidade de Göttingen.

"Eles são apenas um pouco mais pesados que a Terra e estão localizados na chamada zona habitável, onde a água pode estar presente na forma líquida", completou.

Os dois exoplanetas, conhecidos como estrela Teergarden b e c, estão situados a uma distância da sua estrela onde a temperatura é adequada para sustentar a vida.

Agora, os cientistas israelenses Amri Wandel e Lev Tal-Or decidiram investigar mais em detalhe as questões relacionadas aos exoplanetas da estrela de Teegarden. Suas descobertas foram submetidas à Astrophysical Journal Letters.

CC0 / SKEEZE / EXOPLANETA

Exoplaneta (apresentação artística)

Por a estrela de Teegarden ser mais fraca que o nosso Sol, sua zona habitável é menor, ou seja, os dois exoplanetas completam uma órbita em apenas 4,9 e 11,4 dias da Terra.

Além disso, eles estão tão próximos da estrela, um de seus lados estará sempre de frente para ela, enquanto o outro estará em uma noite perpétua.

Apesar dessa característica não favorecer uma possível habitabilidade, os cientistas acreditam que seja possível que os exoplanetas possuam água líquida, com uma atmosfera fina, o que seria suficiente para equilibrar as temperaturas na superfície.

Os estudos já realizados sobre os dois exoplanetas fazem supor que ambos seriam semelhantes à Terra e Marte em termos de temperatura, ou seja, variando entre 0 e 50 graus Celsius, enquanto o outro seria mais frio.

Vale destacar que as estrelas anãs vermelhas são frequentemente estrelas pulsantes, o que significa que podem, de repente e de forma imprevisível, emitir enormes explosões solares, duplicando o brilho em apenas alguns minutos e disparando explosões de energia que podem despojar um planeta da sua atmosfera e absorvê-lo em radiação.

Astrofísica: Será este o futuro da Terra? Planetas mortos transmitem estranhos sinais 'zumbis'

Alguns planetas mortos estão transmitindo ondas de rádio passado muito tempo após a sua morte e os cientistas querem sintonizar as frequências destes estranhos sinais "zumbis".

Os planetas que foram queimados até aos seus núcleos pelas estrelas que orbitam podem formar um circuito com as mesmas estrelas que os destruíram, criando ondas de rádio que podem ser captadas na Terra, segundo explica um novo estudo publicadona edição Notícias Mensais da Real Sociedade Astronômica.

Durante um processo extremamente violento, algumas estrelas chegam ao fim do seu ciclo de vida se expandindo e queimando todos os planetas que se encontram por perto, deixando apenas os núcleos metálicos destes planetas, antes de se desfazerem elas próprias das suas camadas exteriores, se transformando assim em anãs brancas.

Uma anã branca e os núcleos que ficaram dos planetas em torno podem formar um circuito e começar a transmitir ondas de rádio, sendo que a radiação emitida do circuito pode ser captadas por radiotelescópios na Terra.

Os investigadores planejam agora tentar encontrar estes planetas mortos comunicantes através da detecção dos seus sinais "zumbi", o que seria uma descoberta extraordinária, visto que ninguém conseguiu até agora encontrar um grande planeta ou seu núcleo apenas através do monitoramento das transmissões de assinaturas magnéticas.

© NASA .

Anã branca

"Nós pensamos que as possibilidades de descobertas impressionantes são bastante boas", disse Dimitri Veras, chefe da investigação na Universidade de Warwick.

Os cientistas precisam descobrir agora durante quando tempo os núcleos podem sobreviver após as suas camadas terem sido queimadas e removidas. Na sequência do modelamento descobriu-se que, em muitos casos, os núcleos podem sobreviver até um bilhão de anos.

O investigador explica que, para um planeta ter ficado só com o núcleo, "ele teria que ter sido despojado violentamente em algum momento da sua atmosfera e manto, sendo projetado em direção da anã branca".

A descoberta poderia, portanto, ser um prenúncio assustador do futuro fim do nosso próprio planeta, já que a Terra também poderia acabar sendo nada mais do que um núcleo morto em poucos bilhões de anos se o nosso Sistema Solar evoluir de forma semelhante.

As células falam a linguagem da matemática?

Imagens de tecidos em desenvolvimento da mosca da fruta ou mosca do vinagre (‘Drosophila melanogaster’), nas quais se observam as extensões celulares (filopódios). O gráfico mostra a simulação matemática da informação transportada no processo de comunicação (densidade de Sonic Hedgehog).

É apaixonante observar o poder preditivo da matemática quando esta se baseia em princípios biológicos sólidos

Tanto durante o desenvolvimento embrionário como no indivíduo adulto, as células precisam saber onde estão, quantas são, com o quais outras devem interagir e quanto precisam proliferar para formar tecidos diferentes, com formas e tamanhos específicos. Isto exige que conversem entre si, através da comunicação celular, que nada mais senão a capacidade que todas as células têm de trocar informação físico-química com o meio ambiente e com outras células para poderem agir coordenadamente. Entretanto, ainda existem muitas dúvidas sobre este processo: como é a comunicação entre células adjacentes ou afastadas? Como são emitidos, recebidos e interpretados os sinais moleculares nesta comunicação? Estariam esses sinais orientados e direcionados para células mais predispostas à sua recepção? E a pergunta mais importante: como podemos influir nesse processo de comunicação? A matemática é uma ferramenta essencial para responder a essas questões de interesse biológico. Em 1952, o matemático inglês Alan Turing estabeleceu as bases dos modelos matemáticos da morfogênese. Durante esse processo, a comunicação celular é fundamental, já que esses sinais controlam os códigos genéticos que fazem a célula modificar seu comportamento, ou mesmo sua mesma essência, para construir ou desenhar um padrão determinado (forma, tamanho, diferenciação histológica etc.). Turing atribuiu a formação de padrões a mecanismos de difusão desses sinais (especificamente ao movimento aleatório dos sinais, que aparece como resultado de interações com as moléculas do fluido extracelular) junto com processos de reação química entre elas (ativação ou repressão do sinal) no entorno das células. 

 Os números explicam o mundo 

Nesta última década, o enorme avanço das técnicas de microscopia e o desenvolvimento de ferramentas moleculares permitiram acompanhar mais detalhadamente a dinâmica desses sinais, e graças a isso foi possível observar uma realidade bem diferente da intuída por Turing. O conhecimento atual nos leva a considerar que as células se comunicam por contato direto inclusive quando se encontram muito afastadas entre si. O processo de transferência de sinais se dá mediante extensões retráteis da membrana celular (denominadas filopódios ou nanotubos). A informação bioquímica a ser transmitida circula por essas estruturas, como ocorre durante a comunicação neuronal, no que parece ser um sistema genérico de comunicação. A célula receptora interpreta os sinais mediante as chamadas rotas de sinalização, às quais se associam determinadas moléculas que agem desde início do estímulo para que as células respondam. Essas rotas são específicas para cada sinal, e cada uma regula a expressão de genes concretos. Entre elas, a rota de Hedgehog-Gli, na qual focamos nossa pesquisa, é fundamental durante o desenvolvimento animal e no crescimento tumoral. Neste processo estão envolvidos aspectos puramente mecânicos (a dinâmica de elongação e retração de filopódios, os fatores responsáveis pelo direcionamento da informação etc.) e aspectos moleculares, cujo resultado perfeitamente coordenado não dá chance à aleatoriedade. Toda essa engrenagem perfeita pode ser modelada por equações diferenciais nas diversas escalas do processo (os tempos de transmissão do sinal e de reação da célula são diferentes, assim como o percurso espacial do sinal fora e dentro da célula), que permitem predizer e aprender com sua dinâmica. Os modelos matemáticos em biologia ajudam a revelar novos fenômenos, dinâmicas não esperadas ou padrões evolutivos, para formular e corroborar novos experimentos, e a direcioná-los na busca por respostas. 

 Protótipos 

Neste caso, o conhecimento básico do micro e do nano nos possibilita estabelecer protótipos e transferi-los a uma escala macroscópica, a do tecido ou tumor. Com esses métodos podemos saber como se orientam os filopódios que medeiam a sinalização celular, quão específico é o processo em cada tipo de sinal e a possibilidade de que comportamentos celulares ou moleculares individuais derivem em um comportamento coletivo. Com interesses terapêuticos, essa modelação é chave para estabelecer os princípios para a identificação de novos inibidores ou promotores destas rotas de sinalização que, quando alteradas, causam patologias. Assim, desenvolvimentos matemáticos como a teoria do potencial e as integrais singulares, as equações diferenciais aplicadas ao transporte sobre filamentos, o cálculo de variações e as propriedades de dispersão de fluxos saturados unem-se aos avanços em microscopia, à compreensão dos mecanismos moleculares da sinalização celular baseada na informação bioquímica e genética e ao estudo do comportamento celular coletivo. É apaixonante observar o poder de predição da matemática quando ela se baseia em princípios biológicos sólidos, permitindo caminhar por atalhos não explorados da ciência e liderar novas descobertas. 

 Isabel Guerrero é professora de Pesquisa do CSIC (Conselho Superior de Pesquisas Científicas da Espanha), Centro de Biologia Molecular Severo Ochoa, Universidade Autônoma de Madri. Juan Soler é catedrático de Matemática Aplicada na Universidade de Granada.