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Astrônomos podem ter solucionado um dos grandes mistérios sobre a origem da vida


Se uma tempestade solar atingisse a Terra hoje, ela poderia apagar a nossa tecnologia e nos levar de volta à Idade das trevas. Felizmente, esses eventos são bem raros. Mas há quatro bilhões de anos, o clima espacial extremo era provavelmente o normal. E em vez de trazer o apocalipse, ele pode ter dado início à vida.

É essa a conclusão de um estudo publicado na Nature Geoscience, que se apoia em uma recente descoberta sobre jovens estrelas tipo o sol feita pelo telescópio Kepler da NASA. Em seu início de vida, os sóis podem ser bastante eruptivos, liberando quantidades incalculáveis de energia durante “super tempestades solares” que fariam os climas espaciais mais fortes que enfrentamos parecerem só uma tarde chuvosa.

Agora, Vladimir Airapetian da NASA mostrou que se nosso Sol fosse igualmente ativo há 4 bilhões de anos, ele poderia ter feito a Terra ser mais habitável. De acordo com os modelos de Airapetian, as super tempestades solares atingiam nossa atmosfera, iniciavam reações químicas que resultavam em emissões alarmantes de gases do efeito estufa e outros ingredientes essenciais para a vida.

“A Terra deveria estar totalmente congelada há quatro bilhões de anos,” disse Airapetian ao Gizmodo, com referência ao “Paradoxo do jovem Sol fraco” levantado por Carl Sagan e George Mullen em 1972. O paradoxo surgiu quando Sagan e Mullen perceberam que a Terra tinha sinais de água líquida há quatro bilhões de anos, quando o Sol só tinha 70% do brilho de hoje. “O único jeito [de explicar isso] é se de alguma forma incorporarmos o efeito estufa,” disse Airapetian.

Outro enigma da Terra antiga é como nossas primeiras moléculas biológicas – DNA, RNA e proteínas – conseguiram nitrogênio o suficiente para se formar. Mais ou menos como acontece hoje, a atmosfera da Terra antiga era composta principalmente por gás nitrogênio inerte (N2). Por mais que uma bactéria especializada chamada “fixadora de nitrogênio” tenha descoberto como transformar N2 em amônia (NH4), os seres vivos antigos não tinham essa capacidade.

O novo estudo oferece uma solução para ambos os problemas na forma do clima espacial. A pesquisa começou há muitos anos, quando Airapetian estava estudando a atividade magnética das estrelas no banco de dados do Kepler. Ele descobriu que estrelas tipo G (como o nosso Sol) são como dinamites na juventude, liberando frequentemente pulsos de energia equivalentes a 100 trilhões de bombas atômicas. A tempestade solar mais potente já experienciada por humanos, o evento de 1859 em Carrington que causou falta de energia mundial, não é nada perto disso.

“É uma quantidade incrível de energia. Eu mal posso entender o que significa”, Ramses Ramirez, um astrobiólogo da Universidade de Cornell que não estava envolvido no estudo, mas colabora com Airapetian, disse ao Gizmodo.

Logo passou pela cabeça de Airapetian que ele poderia usar essa descoberta e voltar até a história antiga do nosso sistema solar. Ele calculou que há 4 bilhões de anos, nosso Sol poderia liberar dezenas de super tempestades a cada poucas horas, com uma ou mais atingindo o campo magnético da Terra todos os dias. “Basicamente, a Terra estava sob ataque constante de eventos maiores que o de Carrington,” disse.

Usando modelos numéricos, Airapetian mostrou que as super tempestades solares seriam fortes o bastante para comprimir drasticamente a magnetosfera da Terra, o escudo magnético que circunda nosso planeta. Não apenas isso, as partículas solares carregadas fariam buracos na magnetosfera próximos aos polos do planeta, entrando na atmosfera da Terra e colidindo com nitrogênio, dióxido de carbono e metano. “Então agora você tem essas partículas interagindo com moléculas na atmosfera e criando novas moléculas – como uma reação em cadeia,” explicou Airapetian.


Conceito artístico de partículas energéticas de super tempestades solares atingindo a Terra antiga. Imagem via Vladimir Airapetian

Essas interações solares-atmosféricas produzem óxido nitroso, um gás do efeito estufa com 300 vezes o potencial de aquecimento global do CO2. Os modelos de Airapetian sugerem que óxido nitroso em grande quantidade pode ter sido produzido para aquecer drasticamente o planeta. Outro produto dessas tempestades solares sem fim, o cianeto de hidrogênio (HCN), pode ter fertilizado a superfície com o nitrogênio necessário para formar os blocos fundamentais da vida.

“As pessoas olhavam para relâmpagos e meteoritos como forma de iniciar a química do nitrogênio,” diz Ramirez. “Acho que a coisa mais legal desse artigo é que ninguém tinha pensado nas tempestades solares.”

Biólogos vão determinar se a mistura exata de moléculas produzidas pelos super tempestades é o suficiente para dar o pontapé inicial na vida. Essa investigação já está acontecendo. Pesquisadores do Instituto de Ciências da Vida na Terra em Tóquio estão usando os modelos de Airapetian para projetar experimentos que possam produzir aminoácidos e RNA, o que ajudaria bastante a dar força à ideia de que o clima espacial ajudou a dar início na vida.

Além de ajudar a explicar o início da nossa história, os modelos de Airapetian podem ajudar a conferir a habitabilidade passada de Marte, que também era um planeta bastante molhado há quatro bilhões de anos apesar de receber menos radiação do jovem sol. O estudo pode ter consequências para o estudo da vida além do nosso sistema solar, também.

Estamos apenas começando a entender o que é uma “zona habitável” de uma estrela, onde planetas com oceanos de água líquida podem existir. Mas a definição atual de zona habitável só considera o brilho da estrela principal. Com informações mais detalhadas sobre a atividade explosiva de uma estrela, podemos conseguir entender melhor a química de atmosferas de exoplanetas, e o potencial de ter acontecido um efeito estufa especialmente forte.

“Isso vai nos informar se a energia de uma estrela está disponível de forma que pode criar a química para criar biomoléculas,” disse Airapetian. “Sem isso, seria um milagre existir vida.”

Imagem de topo: NASA Solar Dynamics Laboratory

FONTE: GIZMODO BRASIL

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