O exoplaneta K2-18b pode ser o planeta mais provável em que a vida poderia existir

A visão de um artista de um exoplaneta K2-18b orbitando sua estrela hospedeira. 

Em setembro passado, a NASA anunciou a descoberta do K2-18b, um exoplaneta subnetuniano contendo não apenas dióxido de carbono e metano em abundância, mas também vestígios de sulfeto de dimetilo (DMS). O sulfeto de dimetilo, que é produzido exclusivamente por formas de vida terrestres, pode colocar um exoplaneta no topo da lista dos lugares mais promissores para vida extraterrestre, até onde sabemos.

Localizado a cerca de 120 anos-luz da Terra, o K2-18b é um exoplaneta subnetuniano (8,6 vezes a massa da Terra) orbitando uma estrela anã fria na constelação de Leão. A falta de tais planetas no sistema solar significa que as características deste tipo de exoplaneta são particularmente mal compreendidas. A natureza de suas atmosferas tem sido objeto de debate há décadas.

Tem sido sugerido que os sub-Netunos, incluindo o K2-18b, podem ser exoplanetas Giana, ou seja, cobertos por um oceano líquido e possuindo uma atmosfera rica em hidrogênio. Dadas essas características, os astrônomos consideram esses exoplanetas alvos promissores para a busca por vida extraterrestre – sem mencionar o fato de que os sub-Netunos são os exoplanetas mais comuns na galáxia.

Por outro lado, "tradicionalmente, a busca por vida em exoplanetas tem se concentrado principalmente em planetas pequenos e rochosos, mas mundos gigantes maiores são claramente mais adequados para observações atmosféricas", explicou Nikku Madhusudhan, astrônomo da Universidade de Cambridge, em um comunicado à imprensa da Nasa. Ao analisar dados espectrométricos do Telescópio Espacial James Webb, Madhusudhan e seus colegas relatam descobertas interessantes sugerindo que o K2-18b é habitável.

Sinais de habitabilidade ainda não foram confirmados

Para analisar a atmosfera do K2-18b, os pesquisadores usaram os poderosos instrumentos do telescópio James Webb para analisar seu espectro de luz. No entanto, a análise enfrentou um problema sério, já que a luz do planeta supera quase completamente a luz de sua estrela hospedeira.

Para contornar esse obstáculo, a equipe de pesquisa analisou a luz da estrela que passa pelo exoplaneta. Via de regra, o trânsito de um exoplaneta na frente da estrela hospedeira é detectado quando sua luminosidade diminui ligeiramente. Isso significa que parte da radiação da estrela passa pelo exoplaneta antes de chegar aos instrumentos do telescópio, o que permite inferir a composição de sua atmosfera. De acordo com especialistas, em uma observação, James Webb demonstrou precisão comparável a 8 observações do Hubble realizadas ao longo de vários anos.

O primeiro conjunto de dados obtido por James Webb mostra características que correspondem às de um planeta rochoso com um oceano líquido na superfície e uma atmosfera rica em dióxido de carbono e metano. Além dessas características, a aparente ausência de amônia, água e monóxido de carbono sugere que o K2-18b é de fato um exoplaneta hisiano.

De acordo com os pesquisadores, a alta concentração de metano em sua atmosfera indica que alguma forma de vida aquática poderia potencialmente existir nela. A presença de bactérias metanotóricas acetotróficas (produtoras de metano), por exemplo, poderia explicar uma concentração tão alta de metano atmosférico. Além disso, esta é a primeira vez que o metano é encontrado em abundância em um exoplaneta relativamente pequeno. Traços de sulfeto de dimetila (DMS), uma molécula comumente produzida pelo fitoplâncton na Terra, também foram encontrados.

No entanto, o segundo conjunto de dados coletados por James Webb também indica que o K2-18b pode ser um planeta gasoso sem uma superfície rochosa, que, portanto, não pode hospedar vida, como sugerido em um estudo recente separado. Na verdade, mesmo que esteja na zona habitável da estrela hospedeira e contenha moléculas carbonáceas, isso não significa necessariamente que seja favorável à vida.

Espectros de transmissão de James Webb (pontos pretos e cinzas com erros) e espectros simulados para K2-18b, sugerindo um mundo oceânico sem vida (canto superior esquerdo), um mundo oceânico que sustenta a vida (canto inferior esquerdo) e um planeta rico em gás sem vida (canto inferior direito).

Por exemplo, seu tamanho sugere que sob sua superfície líquida pode haver um vasto manto de gelo de alta densidade, como o de Netuno, mas com uma atmosfera mais fina e rica em hidrogênio. Isso sugere que a superfície do oceano pode ser muito fria e hostil para os microrganismos viverem. Também é possível que este oceano seja quente demais para o desenvolvimento da vida.

Além disso, a presença de um DMS ainda requer uma verificação mais aprofundada antes que possa ser confirmada. "As próximas observações do Webb devem confirmar se o DMS está realmente presente na atmosfera do K2-18 b em números significativos", diz Madhusudhan. A equipe planeja passar os próximos dez meses analisando novos dados do espectrógrafo MIRI (Mid-Infrared Instrument) no James Webb.