A busca por planetas além do nosso sistema solar

"Cada estrela que vemos no céu tem, pelo menos, um planeta em sua órbita", diz a astrônoma Sara Seager. Mas o que sabemos sobre esses exoplanetas, e como podemos saber mais? Seager apresenta seu conjunto favorito de exoplanetas e mostra a nova tecnologia que poderá ajudar a coletar informações sobre eles e, até mesmo, nos ajudar a procurar exoplanetas que possibilitem a vida.

Estou aqui para falar
sobre a busca real pela vida alienígena.

Não os humanoides verdes
chegando em OVNIs brilhantes,

apesar de que isto seria muito legal,

mas a busca por planetas
orbitando estrelas distantes.

Cada estrela no céu é um Sol.

E se o nosso Sol tem planetas,

Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, etc,

claro que outras estrelas
também devem ter,

e elas têm.

E nas últimas duas décadas, astrônomos
encontraram milhares de exoplanetas.

Nosso céu noturno está,
literalmente, repleto de exoplanetas.

Sabemos, estatisticamente,

que cada estrela tem
pelo menos um planeta.

E a busca por planetas,

e no futuro, planetas que possam
ser como a Terra,

poderá ajudar a resolver umas das questões
mais surpreendentes e misteriosas

que a humanidade enfrenta há séculos:

"Por que estamos aqui?"

"Por que o nosso Universo existe?"

"Como a Terra se formou e evoluiu?"

"Como e por que a vida surgiu
e povoou nosso planeta?"

A segunda questão que refletimos muito é:

"Estamos sós?"

"Existe vida lá fora?"

"Quem está lá?"

Bom, viemos debatendo isto
há milhares de anos,

desde o tempos dos filósofos gregos.

Mas estou aqui para lhes dizer
que estamos perto

de encontrar a resposta para esta questão.

Pela primeira vez na história
da humanidade, isto está ao nosso alcance.

Quando penso nas possibilidades
de vida fora da Terra,

penso no fato de que o nosso Sol
é apenas uma de muitas estrelas.

Esta foto é de uma galáxia real,

achamos que a Via Láctea
se parece com esta galáxia,

uma coleção de estrelas agrupadas.

Mas a nossa Via Láctea é uma
das centenas de bilhões de estrelas,

e a nossa galáxia é uma das centenas
de bilhões de galáxias.

Sabendo que os pequenos planetas
são bem comuns,

é só fazer as contas.

E existem tantas estrelas e planetas

que, certamente, deve haver vida
em algum lugar por lá.

Os biólogos ficam furiosos comigo
quando falo assim,

porque ainda não temos
prova evidente de vida fora da Terra.

Bem, se pudéssemos ver
nossa galáxia do lado de fora

e ampliar onde está o Sol,
veríamos um mapa real das estrelas.

As estrelas em destaque são
as com exoplanetas conhecidos.

Isto é apenas a ponta do iceberg.

Aqui, esta animação está ampliando
nosso sistema solar.

E aqui se vê os planetas
e também as espaçonaves orbitando o Sol.

Se imaginarmos a Costa Oeste
da América do Norte,

e observarmos o céu noturno,

isto é o que se vê
numa noite de primavera.

Dá para ver as constelações sobrepostas
e, de novo, muitas estrelas com planetas.

Há uma marca especial do céu
onde existem milhares de planetas.

Aqui é onde o telescópio espacial Kepler
se concentrou por muitos anos.

Vamos ampliar e observar
um dos exoplanetas favoritos.

Esta estrela chama-se Kepler-186f.

É um sistema de cerca de cinco planetas.

Aliás, não sabemos quase nada
sobre a maioria desses exoplanetas.

Sabemos da sua dimensão,
das órbitas e coisas assim.

Mas há um planeta muito especial aqui
chamado Kepler-186f.

Ele está numa zona
não muito distante da estrela,

então a temperatura
pode ser perfeita para vida.

Aqui, a ideia do artista
é apenas aumentar o zoom

e mostrar como o planeta seria.

Muita gente tem uma visão
romântica sobre os astrônomos:

eles se dirigem ao topo
de uma montanha solitária

e observam o maravilhoso céu noturno
através de um grande telescópio.

Mas nós trabalhamos
com computadores, como todo mundo,

e recebemos os dados por e-mail
ou baixando-os de um banco de dados.

Então, em vez de falar com vocês

sobre a entediante natureza
dos dados e análises

e os complexos modelos
de computadores que fazemos,

tenho uma forma diferente de explicar
algumas coisas sobre os exoplanetas.

Aqui temos um pôster de viagem:

"Kepler-186f:

Onde a grama é sempre
mais vermelha no outro lado."

Isto porque o Kepler-186f orbita
uma estrela vermelha,

e estávamos especulando
que talvez as plantas lá,

se é que há vegetação,
que fazem fotossíntese,

têm pigmentos diferentes
e parecem ser vermelhas.

"Desfrute da gravidade no HD 40307g,

uma Super Terra."

Este planeta é maior que a Terra,
e a gravidade na superfície é maior.

"Relaxe no Kepler-16b,

onde sua sombra
está sempre acompanhada."

(Risos)

Sabemos de dezenas de planetas
que orbitam duas estrelas,

e talvez haja muitos mais.

Se fôssemos visitar um desses planetas,

veríamos dois pores do Sol

e teríamos duas sombras.

Então a ficção científica está certa:

Tatooine de "Guerra nas Estrelas".

E tenho outros exoplanetas favoritos,
sobre os quais quero falar.

Este aqui é Kepler-10b,

é um planeta muito quente.

A órbita dele é 50 vezes mais próxima
em relação à sua estrela

do que a Terra em relação ao Sol.

E, na verdade, é tão quente,
que não podemos

visitar estes planetas, mas se pudéssemos,
derreteríamos antes de chegarmos lá.

A superfície é tão quente
que pode derreter rochas,

e há lagos de lava líquida.

Gliese 1214b.

Sabemos a massa e o tamanho deste planeta;
e que a densidade é relativamente baixa.

É um pouco quente.

Na verdade não sabemos nada sobre ele,

mas é possível que seja
um "mundo d'água",

como uma versão ampliada
de uma das luas geladas de Júpiter

que pode ter 50% de água em massa.

E, neste caso, teria
uma espessa atmosfera de vapor

cobrindo um oceano,

não de água líquida,

mas de um tipo exótico de água,
um superfluido;

não é bem um gás ou um líquido.

E não haveria rochas por baixo,
mas uma forma de gelo de alta pressão,

como gelo IX.

De todos estes planetas,

e a variedade é espantosa,

queremos encontrar os planetas
que chamamos de "Cachinhos Dourados".

Nem muito grande, nem muito pequeno,

nem tão quente ou tão frio,

mas perfeito para vida.

Para isto temos que observar

a atmosfera do planeta,

porque ela atua
como um cobertor detendo calor,

o efeito estufa.

Temos que avaliar os gases
de efeito estufa em outros planetas.

A ficção científica cometeu alguns erros.

A Enterprise de "Jornada nas Estrelas"

viajava vastas distâncias
em velocidade incrível

para orbitar outros planetas,

com isso o Primeiro Oficial Spock
podia analisar a atmosfera

e verificar se o planeta era habitável

ou se lá havia formas de vidas.

Não precisamos viajar
em velocidade de dobra espacial

para vermos outras atmosferas de planetas,

apesar de não querer dissuadir
os engenheiros aspirantes

de descobrir como fazer isto.

Nós podemos estudar
as atmosferas dos planetas

daqui, da órbita terrestre.

Esta foto é do Telescópio Espacial Hubble,

tirada pelo ônibus espacial
Atlantis quando partia

após o último voo espacial
humano ao Hubble.

Eles instalaram uma câmera nova

que usamos nas atmosferas dos exoplanetas.

E, até agora, conseguimos estudar
dezenas dessas atmosferas,

cerca de seis com grande detalhamento.

Mas estes não são planetas
pequenos como a Terra.

São grandes, quentes, fáceis de se ver.

Não estamos prontos,

ainda não temos tecnologia
para estudar exoplanetas pequenos.

Porém, eu gostaria de explicar como
estudamos as atmosferas dos exoplanetas.

Quero que imaginem um arco-íris.

E, se pudéssemos ver o arco-íris de perto,

veríamos que algumas
linhas escuras estão faltando.

E aqui está o nosso Sol,
a luz branca do Sol dividida,

não por gotas de chuva,
mas por um espectrógrafo.

Vocês podem ver estas linhas
verticais escuras.

Algumas estreitas, outras largas;
algumas são sombreadas nas bordas.

E é assim que os astrônomos
estudam objetos nos céus

há mais de um século.

Aqui cada átomo e molécula diferente

tem um conjunto especial de linhas,
uma impressão digital, digamos.

Assim estudamos
as atmosferas dos exoplanetas.

Nunca esquecerei de quando
comecei a trabalhar

com atmosferas de exoplanetas,
20 anos atrás,

as pessoas me dizendo:
"Isto nunca vai acontecer.

Nunca vamos estudá-los.
Por que se incomodar?"

Por isso fico feliz de falar sobre
o estudo das atmosferas,

esta é uma área de estudo legítima.

Em matéria de outros planetas,
outras Terras,

quando pudermos observá-los no futuro,

que tipo de gases estaremos buscando?

Nossa própria Terra
tem oxigênio na atmosfera

de 20% em volume.

Isto é muito oxigênio.

Mas sem plantas e vida fotossintética,

não haveria praticamente
nenhum oxigênio na atmosfera.

O oxigênio existe graças à vida,

e nossa meta é procurar gases
nas atmosferas de outros planetas

que não sejam originalmente deles,

que talvez possamos atribuir à vida.

Mas que moléculas deveríamos buscar?

Já disse o quão diversos
são os exoplanetas.

Esperamos que isto continue no futuro
quando acharmos outras Terras.

Este é o meu trabalho principal agora
e eu tenho uma teoria sobre isso.

Isto me faz lembrar
que quase todos os dias,

eu recebo vários e-mails

de alguém com uma teoria maluca
sobre a física da gravidade,

cosmologia ou algo assim.

Por favor, não me mandem e-mails
com suas teorias malucas.

(Risos)

Eu tenho a minha própria teoria maluca.

Mas a quem um professor do MIT
vai recorrer?

Mandei um e-mail para um premiado
com o Nobel de Fisiologia ou Medicina

que disse:
"Claro, venha e vamos conversar."

Eu e meus dois amigos bioquímicos fomos lá
conversar sobre a nossa teoria maluca.

É uma teoria que diz que a vida produz
todas as pequenas moléculas,

muitas moléculas.

Eu poderia pensar sobre tudo,
mas não como um químico.

Considerem: dióxido de carbono,
monóxido de carbono,

hidrogênio molecular,
nitrogênio molecular,

metano, cloreto de metila, muitos gases;
eles também existem por outras razões,

mas até mesmo a vida produz ozônio.

Então falamos sobre isso
e imediatamente ele destruiu a teoria.

Ele encontrou um exemplo que não existia.

Acabamos voltando à estaca zero,

e cremos que encontramos
algo muito interessante num outro campo.

Mas voltando aos exoplanetas,

o ponto é que a vida produz
muitos gases diferentes,

milhares de gases literalmente.

E o que estamos fazendo agora
é tentar descobrir

que tipos de exoplanetas

e que tipo de gases
poderíamos atribuir à vida.

Então chegará a hora em que encontraremos
gases nas atmosferas dos exoplanetas,

os quais não saberemos se são produzidos
por alienígenas inteligentes

ou por árvores, ou um pântano,

ou até mesmo por uma
vida microbiana unicelular simples.

Então, trabalhar em modelos

e pensar sobre a bioquímica é muito bom.

Mas o grande desafio
à nossa frente é: "como"?

Como iremos encontrar estes planetas?

Há muitas maneiras de encontrar planetas,

diversas formas diferentes.

Mas estou me concentrando mais
em como podemos abrir um portal

para que no futuro possamos
achar centenas de Terras.

Temos uma chance real
de encontrar sinais de vida.

Eu acabei de terminar um projeto
de dois anos que liderei

nesta fase muito especial

de um conceito chamado Starshade.

O Starshade é uma tela
especialmente moldada,

e o objetivo é fazê-lo planar

para que bloqueie a luz de uma estrela

e assim o telescópio pode ver
os planetas diretamente.

Aqui vocês podem me ver
e dois membros da equipe

segurando uma parte pequena do Starshade.

Seu formato é de uma flor gigante,

e este é um dos protótipos de pétalas.

A ideia é que um Starshade
e um telescópio fossem lançados juntos,

com as pétalas desdobrando
a partir de uma posição segura.

A armação central expandiria,

com a pétalas encaixando em posição.

Isto tem que ser feito
de forma muito precisa,

literalmente, das pétalas aos mícrons,
e precisam ser ajustados em milímetros.

E esta estrutura toda teria que voar

dezenas de milhares de quilômetros
distante do telescópio.

Ela tem dezenas de metros de diâmetro.

O objetivo é bloquear a luz das estrelas
com uma precisão incrível,

assim seríamos capazes de ver
os planetas diretamente.

E tem de ser um formato muito especial,
por conta da física de difração.

Este é um projeto real
no qual trabalhamos,

e não dá para imaginar a dificuldade.

Só para que vejam que não é apenas
em formato de filme,

aqui está uma foto real

da implantação da segunda geração
do Starshade no laboratório.

E, neste caso, eu queria que soubessem

que a armação central
tem uma herança remanescente

de grandes rádios descartáveis no espaço.

Bom, depois de todo esse trabalho pesado

onde tentamos pensar nos gases loucos
que talvez existam lá fora,

e construímos os telescópios
espaciais muito complexos

que talvez estejam lá,

o que iremos encontrar?

Bom, no melhor dos casos

encontraremos uma imagem
de uma outra exo-Terra.

Aqui está a Terra
como um pálido ponto azul.

E esta é, na verdade,
uma foto real da Terra

tirada pela espaçonave Voyager 1,

a 6,4 bilhões de km.

Esta luz vermelha é apenas luz dispersa
na câmera óptica.

Mas o que é maravilhoso considerar,

é que se alienígenas inteligentes

estão orbitando o planeta, ao redor
de uma estrela perto da gente,

e constroem telescópios
espaciais complexos

do tipo que estamos tentando construir,

só vão ver este pálido ponto azul,

um pequenino ponto de luz.

Então, às vezes, quando paro para pensar

sobre minha luta profissional
e ambição imensa,

é difícil pensar sobre isso

em contraste com a vastidão do universo.

Mas, mesmo assim, vou dedicar
o resto da minha vida

para encontrar outra Terra.

E posso garantir

que na próxima geração
de telescópios espaciais,

na segunda geração,

teremos a capacidade de encontrar
e identificar outras Terras.

E a capacidade de dividir
a luz das estrelas

para poder encontrar gases,

e avaliar os gases
de efeito estufa na atmosfera,

estimar a temperatura da superfície
e procurar sinais de vida.

Mas tem mais.

Nesta área de procura
por outros planetas como a Terra,

estamos fazendo um novo tipo de mapa

das estrelas próximas
e dos planetas que as orbitam,

incluindo planetas que possam
ser habitados por humanos.

Então, a minha visão
é que nossos descendentes,

centenas de anos à frente,

irão embarcar em uma jornada
interestelar a outros mundos.

E vão olhar para trás, para todos nós,

como a primeira geração
que encontrou mundos como a Terra.

Obrigada.

(Aplausos)

June Cohen: Apresento para uma pergunta

o Chefe da Missão Rosetta, Fred Jansen.

Fred Jansen: Você mencionou na palestra

que a tecnologia para vermos o espectro

de um exoplaneta como a Terra
ainda não existe.

Quando você espera que ela chegue,
e o que é preciso?

Aliás, o que esperamos é o que chamamos
de a próxima geração do telescópio Hubble,

o Telescópio Espacial James Webb,

que será lançado em 2018,

e é isto que iremos fazer,

vamos observar um tipo especial de planeta
chamado exoplanetas transientes.

E isto será uma primeira tentativa
em estudar os gases

em pequenos planetas que possam
indicar se o planeta é habitável.

JC: Sara, sendo generalista,
eu gostaria de lhe fazer uma pergunta.

Eu realmente fico perplexa
com sua carreira,

a oposição que enfrentou,

quando você começou
a pensar em exoplanetas

havia um tremendo ceticismo
na comunidade científica

sobre sua existência,
e você provou que estavam errados.

O que foi preciso para ir adiante?

SS: Bom, como cientistas,
nós devemos ser céticos,

porque nossa função é assegurar
que o que outra pessoa diz

faz sentido ou não.

Mas ser uma cientista,

acho que viram nesta sessão,

é como ser uma exploradora.

Você tem uma curiosidade imensa,

uma teimosia, uma vontade resoluta
de que você vai seguir em frente

não importa o que digam.

JC: Adoro isso. Obrigada, Sara.

(Aplausos)