Quantas civilizações extraterrestes podem existir? Novo levantamento galáctico traz uma pista

Há uma boa notícia aos caçadores de extraterrestres: mais de 300 milhões de planetas com condições semelhantes às da Terra estão distribuídos por toda a galáxia da Via Láctea. Uma nova análise concluiu que cerca de metade das estrelas semelhantes ao Sol em nossa galáxia hospedam planetas rochosos em zonas habitáveis onde pode haver acúmulos ou escoamentos de água líquida na superfície.

“É um resultado científico bastante aguardado”, afirma Natalie Batalha, astrônoma da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz, que participou do novo estudo.

A descoberta, aceita para publicação no periódico Astronomical Journal, fixa um número crucial utilizando a equação de Drake. Concebida por meu pai, Frank Drake, em 1961, a equação fornece um sistema para calcular a quantidade de civilizações detectáveis na Via Láctea. Agora, as primeiras variáveis da fórmula — como a taxa de produção de estrelas semelhantes ao Sol, a proporção dessas estrelas que possui planetas em sua órbita e a quantidade de planetas habitáveis por sistema estelar — passaram a ser conhecidas.

A quantidade de estrelas semelhantes ao Sol com planetas semelhantes à Terra “poderia ser um em mil, ou um em um milhão — ninguém sabia ao certo”, afirma Seth Shostak, astrônomo do Instituto de Busca de Inteligência Extraterrestre (Seti, na sigla em inglês) que participou do novo estudo.

Os astrônomos estimaram a quantidade desses planetas utilizando dados da sonda Kepler de caça a planetas. Durante nove anos, a Kepler captou imagens de estrelas e observou as breves cintilações produzidas pelo escurecimento da luminosidade de uma estrela devido aos planetas em sua órbita. Ao fim da missão em 2018, a Kepler havia identificado cerca de 2,8 mil exoplanetas — muitos deles bem diferentes dos planetas que orbitam o nosso Sol.

Mas o principal objetivo da Kepler sempre foi determinar se são comuns planetas como a Terra. O cálculo contou com a ajuda da sonda Gaia, da Agência Espacial Europeia, que monitora estrelas pela galáxia. Com a disponibilidade das observações de Gaia, os cientistas puderam finalmente determinar que a Via Láctea é povoada por centenas de milhões de planetas do tamanho da Terra que orbitam estrelas semelhantes ao Sol — e que o mais próximo provavelmente encontra-se a uma distância máxima de 20 anos-luz do sistema solar.

Mais perto de um contato

A equação de Drake utiliza sete variáveis para estimar a quantidade de civilizações detectáveis na Via Láctea. Considera fatores como a proporção de estrelas semelhantes ao Sol com sistemas planetários e a quantidade de planetas habitáveis em cada um desses sistemas. A partir desses dados, considera com que frequência surge a vida em planetas com condições propícias e com que frequência essas formas de vida acabam desenvolvendo tecnologias detectáveis. A equação pressupõe originalmente a evolução tecnológica por vida inteligente em planetas que orbitam estrelas semelhantes ao Sol.

“Quando os astrônomos fazem alusão à busca por esses planetas, estão na verdade se referindo à equação de Drake”, afirma Jason Wright, astrônomo da Universidade Estadual da Pensilvânia que estuda planetas possivelmente habitáveis, mas que não participou do novo estudo. “Todos nós temos essa equação em mente ao fazer esse cálculo.”

Os cientistas demoraram mais de meio século para começar a quantificar os planetas que poderiam abrigar vida. Em 1961, os astrônomos não tinham conhecimento de nenhum outro planeta que orbitasse uma estrela além do Sol — e embora teorias de formação planetária sugerissem que exoplanetas deveriam ser comuns, não havia evidências observadas de sua existência. Contudo, na última década, ficou evidente que planetas são extremamente comuns, superando a quantidade de estrelas na Via Láctea. Em média, quase todas as estrelas abrigam ao menos um planeta em sua órbita.

Essa constatação foi “um grande avanço”, afirma Wright. “Foi o que nos indicou a possibilidade de haver inúmeros locais que poderiam abrigar a vida como conhecida por nós.” Mas o fator seguinte na equação de Drake — a quantidade de planetas habitáveis por sistema planetário — foi mais difícil de calcular, conta Batalha.

Planetas como o nosso

A Kepler identifica planetas distantes por meio da busca de variações na luminosidade emitida quando planetas passam em frente às estrelas e escurecem brevemente um pouco da luz da estrela. Dependendo do escurecimento da luz estelar e de sua intermitência, os cientistas conseguem calcular o tamanho do planeta e o tempo de translação em torno de sua estrela. Empregando essa abordagem, a Kepler detectou milhares de exoplanetas de todos os tamanhos e órbitas. Mas o que os cientistas de fato buscavam era determinar a proporção de planetas como a Terra: rochosos, com clima temperado e que orbitam estrelas semelhantes ao Sol.

Estimativas preliminares sugeriam que talvez 20% das estrelas semelhantes ao Sol possuíssem um planeta que atendesse a esses critérios. Agora sabemos que o percentual é mais próximo de 50%, ou talvez seja ainda maior.

“É mais do que eu imaginava. Sempre disse a todos que seria um em cada quatro ou um em cada cinco — mas esse resultado foi uma grata surpresa”, afirma Batalha. “Em média, quase todas as outras estrelas semelhantes ao Sol provavelmente têm um planeta possivelmente habitável.”

O cálculo da frequência desses planetas apresentou desafios imprevistos. As estrelas observadas pela Kepler eram mais ativas do que pressuposto pelos cientistas e produziam sinais que podiam imitar ou ocultar indícios de planetas que as atravessassem. A própria sonda era bastante complexa e exigia manobras periódicas que dificultavam as observações, sobretudo após a falha de algumas peças cruciais responsáveis pela estabilidade das imagens.

Para chegar à sua conclusão, Batalha e seus colegas associaram dados das sondas Kepler e Gaia, que monitora e descreve um bilhão de estrelas próximas. Foram identificados pela Kepler planetas com raios entre 0,5 e 1,5 vez o raio da Terra e provavelmente rochosos e não gasosos. Já a sonda Gaia determinou as temperaturas e as dimensões das estrelas orbitadas por esses planetas.

Em vez de apenas utilizar a distância entre um planeta e sua estrela para determinar sua probabilidade de ser habitável, a equipe calculou a quantidade de energia alcançada em cada um desses planetas. A partir desse cálculo, a equipe selecionou os planetas onde as temperaturas permitiam a existência de água líquida na superfície.

Após determinar o tamanho da amostra de planetas rochosos e temperados conhecidos na órbita de estrelas semelhantes ao Sol, a equipe pôde estimar quantos deles existem em toda a galáxia. Foi calculado que entre 37% e 60% das estrelas semelhantes ao Sol na Via Láctea têm um planeta temperado, do tamanho da Terra — e utilizando um cálculo mais flexível da energia necessária para um planeta ser temperado, foi determinado que entre 58% e 88% das estrelas semelhantes ao Sol poderiam ter um planeta assim.

Logicamente, há muitos fatores que indicam se um planeta na zona habitável de fato abriga vida. Características planetárias como campos magnéticos, atmosferas, teor de água e placas tectônicas desempenham um papel nessa determinação e são difíceis de observar em planetas pequenos e distantes.

Ainda assim, “esse artigo contribui bastante para identificar exatamente quantos planetas podem abrigar vida”, afirma Wright. “E, após calcular a distância mais provável até os planetas mais próximos com essas características, eles podem ser considerados nossos vizinhos celestiais.” O planeta mais próximo está provavelmente a uma distância máxima de 20 anos-luz e quatro outros desses planetas, a 33 anos-luz.

De zona habitável a civilização

Agora que os astrônomos têm uma boa noção de quantos planetas semelhantes à Terra estão distribuídos pela galáxia, podem continuar utilizando as variáveis da equação de Drake. Muitos dos fatores restantes são difíceis de determinar, incluindo incógnitas cruciais como a probabilidade de haver avanços tecnológicos produzidos por extraterrestres e passíveis de detecção por nós e a janela de detecção possível de tais civilizações.

Outra questão pendente é se os cientistas devem incluir estrelas que não sejam semelhantes ao Sol, já que vários planetas do tamanho da Terra foram encontrados na órbita de estrelas menores e mais frias. E talvez devessem ser considerados corpos celestes diferentes de planetas — embora muitos dos planetas identificados pela Kepler sejam grandes e gasosos, “eles poderiam ter luas cobertas por florestas como Endor” do filme Star Wars, ou talvez algo como Pandora, do filme Avatar”, afirma Wright

Os astrônomos estão incrivelmente perto de descobrir o próximo fator da equação: a proporção de planetas habitáveis em que surge a vida. À medida que continuamos a explorar nosso sistema solar, constatamos que a lista de nichos habitáveis é longa e diversificada. Planetas como Marte ou Europa, a lua gelada de Júpiter, poderiam abrigar vida microbiana e até mesmo as nuvens tóxicas sobre Vênus poderiam conter formas de vida.

“Se a vida surgiu mais de uma vez no sistema solar”, afirma Wright, “esse cálculo permite chegar bastante rapidamente a um número”.

Encontrar um único exemplo de vida fora da Terra provaria que a biologia não é um acaso cósmico, mas sim um resultado provável, contanto que existam os ingredientes certos. E diante da quantidade de zonas habitáveis no cosmos, muitos astrônomos afirmam que a vida é basicamente inevitável.

Mas essas últimas variáveis na equação de Drake — as variáveis que revelarão se a Terra é o lar dos únicos organismos com conhecimentos tecnológicos da galáxia — permanecerão incógnitas até que, como diz meu pai, possam ser ouvidos os murmúrios de planetas extraterrestres.