David Kipping, anãs M e o SETI: por que a busca pode estar no lugar errado

O Princípio Copernicano, batizado em homenagem a Nicolau Copérnico (autor da proposta do modelo heliocêntrico do Universo), sustenta que a Terra e os seres humanos não ocupam uma posição especial ou privilegiada no cosmos.

Em termos cosmológicos, a ideia por trás disso é simples: a Terra seria um exemplo comum, e a vida provavelmente estaria espalhada pelo Universo.

Ainda que a nossa procura por vida extraterrestre - área conhecida como astrobiologia - não tenha produzido resultados até agora, essa busca continua limitada em alcance. Por isso, os cientistas acabam por inferir possibilidades a partir do único mundo comprovadamente habitado: a própria Terra.

Do Princípio Copernicano à cultura científica moderna

A noção de que a Terra é “corriqueira” e de que representamos um caso típico entre inúmeros planetas tornou-se profundamente entranhada no imaginário popular. Parte desse efeito vem da influência de Carl Sagan e de cosmólogos e pensadores anteriores, como Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935), cujos textos sobre voo espacial e civilizações extraterrestres marcaram cientistas e engenheiros ao longo do século XX.

Ao deslocar a Terra do centro do Universo, Copérnico iniciou uma transformação decisiva na astronomia - e também na forma como a humanidade interpreta o seu lugar no cosmos.

Sagan sublinhou essa viragem no seu artigo fundamental, "The Solipsist Approach to Extraterrestrial Intelligence", escrito como resposta à conjectura de Hart e Tipler de que os extraterrestres não existiriam.

"Uma das distinções e triunfos do avanço da ciência tem sido a desprovincianização da nossa visão de mundo", escreveu ele, ao apontar várias revoluções científicas que sugeriam que nem a humanidade nem a Terra seriam únicas ou excepcionais no Universo.

E, ao lidar com a falta de provas de vida extraterrestre, Sagan respondeu de forma célebre: "Mas a ausência de evidência não é evidência de ausência".

Essa linha de pensamento orientou estudos em astrobiologia e praticamente todos os esforços na Busca por Inteligência Extraterrestre (SETI) nas últimas seis décadas.

Mas, como explicou o professor David Kipping, as raízes dessa tendência vão ainda além, ligadas à longa sequência histórica em que a ciência foi “rebaixando” a nossa suposta centralidade:

"Há uma longa história nisso, nascida da Revolução Copernicana. A teologia historicamente muitas vezes apresentou a humanidade (e, por associação, a Terra) como tendo importância central, mas a ciência moderna foi, de forma sequencial, retirando a nossa posição privilegiada, como ao perceber que a Terra orbita o Sol, que o Sol é uma entre milhares de milhões de estrelas na nossa galáxia e que a nossa galáxia também é uma entre milhares de milhões."

"Assim, existe uma tendência de assumir que tudo sobre nós é típico, já que isso parece ter sido o tema recorrente dos últimos quatro séculos de astronomia."

Exoplanetas, zona habitável (ZH) e o foco em anãs vermelhas

Com a avalanche de descobertas de exoplanetas, foram identificados vários mundos rochosos a orbitar dentro das zonas habitáveis (ZHs) de anãs vermelhas. Há décadas, discute-se se esses sistemas seriam a melhor aposta para encontrar sinais de vida para além da Terra.

Num estudo recente, o Professor David Kipping chama a atenção para dois factos centrais que podem indicar que a humanidade é um caso fora da curva. A partir da idade do Universo e da raridade relativa do nosso Sol, ele conclui que astrobiólogos que investigam planetas em torno de anãs vermelhas talvez estejam a procurar no lugar errado.

Kipping é professor associado de astronomia na Universidade Columbia, ex-bolsista Carl Sagan e Idina Menzel em Harvard e líder do Cool Worlds Laboratory de Columbia.

O grupo dedica-se a explorar sistemas planetários extrasolares, com ênfase em planetas potencialmente habitáveis (ou “frios”), e a criar metodologias e técnicas inéditas para detectar indícios de possível actividade tecnológica - isto é, tecnossinais.

Dois enigmas: o Paradoxo do Céu Vermelho e o período estelífero

Para quem mantém optimismo quanto à existência de inteligência extraterrestre (ETI) e à hipótese de, um dia, a humanidade estabelecer contacto, não faltam argumentos aparentemente favoráveis.

Um deles é o tamanho da Via Láctea: estima-se que tenha entre 100 e 200 mil milhões de estrelas (algumas estimativas vão além), o que implicaria oportunidades incontáveis para a vida surgir.

Outro ponto é a própria idade do Universo, de 13.8 mil milhões de anos, o que torna o nosso Sistema Solar relativamente recente - ele formou-se há cerca de 4.6 mil milhões de anos. Juntando essas duas realidades, a probabilidade estatística de haver vida avançada na nossa galáxia costuma parecer elevada.

Segundo Kipping, porém, essas premissas têm fragilidades, porque a astronomia contemporânea acumulou detalhes sobre populações estelares e ambientes planetários que empurram a interpretação na direcção oposta.

Ele resume os dois “puzzles” que considera inequivocamente invulgares:

"O meu artigo analisa dois enigmas que são inegavelmente fora do comum. Cerca de 80% das estrelas são anãs M, estrelas que aparentemente muitas vezes abrigam planetas rochosos nas suas zonas habitáveis, e mesmo assim nós não vivemos em torno de uma, algo a que chamei Paradoxo do Céu Vermelho num artigo anterior."

"Segundo, o período estelífero do Universo estende-se até 10,000 Gyr a partir de agora, e mesmo assim aqui estamos nós a viver no primeiro 0.1% dessa janela, quando o Universo tem apenas 13.8 Gyr."

O que torna o Sol menos “comum” do que parece

Kipping argumenta que, embora o Sol seja apenas uma entre milhares de milhões de estrelas, algumas características tornam-no pouco típico dentro dessa amostra.

"Sim, o Sol é uma entre milhares de milhões de estrelas, mas várias propriedades tornam-no claramente invulgar dentro desse conjunto", disse ele. "Por exemplo, estrelas anãs G representam apenas alguns por cento da população total e, mesmo entre elas, o Sol é um pouco estranho por ser um sistema de estrela única relativamente calmo, acompanhado por dois planetas do tamanho de Júpiter (apenas cerca de 10% dos análogos solares têm Júpiteres)."

Para muitos cientistas, a existência de Júpiter e de outros gigantes gasosos na região externa do Sistema Solar é vista como um requisito importante para a vida.

Por causa da sua gravidade, corpos que seguiriam rumo ao Sistema Solar interno podem ser capturados e, em certos casos, colidir com esses gigantes. Um exemplo marcante foi o cometa Shoemaker–Levy 9, que atingiu Júpiter em 1994, no que foi a primeira observação directa de uma colisão entre objectos do Sistema Solar.

A cronologia cósmica e a questão das anãs M

Há ainda a dimensão temporal. Mesmo que seja quase certo que condições e “ingredientes” para a vida existissem milhares de milhões de anos antes do seu aparecimento na Terra (há cerca de 4 mil milhões de anos), a extinção completa das estrelas do Universo, após consumirem o combustível, levará biliões de anos.

Enquanto estrelas como o Sol esgotarão o seu combustível mais cedo, espera-se que anãs vermelhas permaneçam na sequência principal por até 10 biliões de anos. Diante dessa escala, o tal “período estelífero” mencionado por Kipping sugere que talvez a humanidade tenha chegado cedo ao “evento” - possibilidade que já havia sido explorada pelo professor de Harvard Avi Loeb.

Ainda assim, permanece em aberto se planetas rochosos a orbitar dentro das ZHs de estrelas anãs M realmente conseguem sustentar vida.

Alguns estudos indicam que planetas terrestres em rotação sincronizada (travados por marés) poderiam receber calor suficiente no hemisfério voltado para a estrela para manter água líquida e condições favoráveis. Em contrapartida, outras pesquisas apontam que o comportamento das estrelas do tipo M é desfavorável à habitabilidade.

Isso inclui a instabilidade relativa (comparadas a estrelas como o Sol), a tendência de produzir manchas estelares enormes e a propensão a actividade de erupções.

Nesse contexto entram as chamadas “supererupções”, capazes de libertar energia electromagnética suficiente para arrancar atmosferas planetárias - embora observações sugiram que esses eventos fiquem, em grande medida, confinados às regiões polares.

A análise bayesiana de David Kipping e o que ela implica para o SETI

Para avaliar se as estrelas do tipo M são realmente um alvo prioritário (e se a Terra pode ser um caso atípico), Kipping aplicou uma análise estatística bayesiana aos dois pontos que levantou: a raridade de estrelas do tipo G e a distribuição temporal do período estelífero do Universo.

De acordo com ele, os resultados tornam difícil atribuir a nossa existência ao mero acaso:

"O meu artigo conclui que as probabilidades de isso ser o caso são 1600:1 contra. Em ciência, costumamos dizer que qualquer coisa acima de 10:1 é uma evidência forte e 100:1 é ‘decisivo’, então 1600:1 são probabilidades verdadeiramente enormes para alguém que defenda a sorte ficar confortável."

"Eu exploro duas soluções possíveis. Uma é que planetas têm tempos de vida finitos para observadores como nós emergirem, e a segunda é que estrelas abaixo de uma certa massa não produzem observadores."

"A segunda explica muito melhor os dados, favorecida por probabilidades de cerca de 30:1. O resultado é um corte em que estrelas abaixo de 0.34 massas solares não desenvolvem observadores com 95% de confiança, o que abrange cerca de 2/3 de todas as estrelas no Universo."

Se essa interpretação estiver correcta, a notícia não é animadora para quem espera obter boas evidências examinando os muitos planetas rochosos em torno de anãs vermelhas próximas.

Num raio de 50 anos-luz da Terra, existem 30 sistemas em que exoplanetas rochosos foram confirmados. Desses, 28 pertencem a sistemas com anãs vermelhas - incluindo o exoplaneta rochoso mais próximo para lá do Sistema Solar, Proxima b, a cerca de 4.25 anos-luz.

Embora o Breakthrough Starshot pareça ter ficado travado na fase de pesquisa e desenvolvimento, continuam a existir iniciativas para criar naves com velas luminosas capazes de alcançar Proxima Centauri dentro de uma vida humana - como o conceito Swarming Proxima Centauri.

Mesmo assim, Kipping não afirma que planetas em torno de estrelas do tipo M sejam necessariamente estéreis; o que ele faz é colocar esse cenário sob uma dose saudável de cepticismo.

Por ora, ele defende que a astrobiologia amplie o foco e mantenha a prioridade na procura por análogos da Terra a orbitar estrelas parecidas com o Sol. Segundo ele, essa estratégia deve ganhar impulso quando o proposto Habitable Worlds Observatory (HWO) for lançado, algo previsto para meados da década de 2040s:

"Temos bons motivos para sermos cépticos quanto a estrelas de baixa massa abrigarem vida complexa, como o seu comportamento de erupções intensas, por exemplo. Mas isso ainda é, em grande parte, especulação. O meu artigo não inclui nenhuma dessas especulações sobre mecanismos; é puramente uma análise da nossa existência e da população/evolução das estrelas."

"Por isso, é tranquilizador que o mesmo resultado surja a partir de um argumento completamente diferente e, juntos, penso que isso levanta dúvidas sérias sobre o SETI observar anãs M de forma demasiado intensa."

"Eu certamente não sugeriria que abandonem a busca em anãs M, mas eu encorajaria programas futuros a priorizar fortemente anãs G (como o HWO fará)."

Este artigo foi publicado originalmente pelo Universe Today. Leia o artigo original.