Quão bem a vida na Terra poderia sobreviver em exoplanetas?

Na vastidão do cosmos, os astrônomos encontraram vários tipos de exoplanetas com as situações mais extremas. Alguns são bolas de fogo com temperaturas infernais, uma é parcialmente feita de diamante e outra pode chuva derretida de ferro.

No entanto, nem todas as estrelas são radicais em sua composição. Alguns são planetas rochosos, tamanho próximo ao da terra e nas zonas habitáveis ​​(Hz) de suas estrelas. A vida terrestre simples poderia viver em alguns desses mundos?

Hz é atualmente descrito como a região de um sistema solar Onde é possível encontrar água líquida. Se um planeta estiver na distância certa de sua estrela para hospedar recursos hídricos superficiais no estado líquido, será considerado dentro da zona habitável.

No entanto, novas pesquisas adotaram uma abordagem diferente. O foco está em papel que a atmosfera desempenha na chance de os seres vivos habitarem uma estrela.

Os cientistas simulam atmosferas e desafiam bactérias

Em um Nova pesquisaUma equipe científica decidiu testar A influência do ambiente atmosférico no desenvolvimento da vida simples. Liderado pela pesquisadora Arsena Kuzucan, o grupo simulado em laboratório como faria O ambiente em mundos além do sistema solar.

Os cientistas escolheram bactérias E. coli, um organismo muito comum na Terra, para ver como eles poderiam crescer e sobreviver. As composições atmosféricas foram: ar padrão (Terra), CO2 puro, rico em N2, rico em CH4 e hidrogênio molecular puro (H2).

O experimento usou 15 garrafas separadas, três para cada uma das cinco composições químicas atmosféricas. Em cada garrafa, espécimes de E. coli K-12, uma tensão laboratorial desta bactéria, que é a base dos estudos de biologia molecular.

“Essa combinação inovadora de modelagem climática e experimentos biológicos combina previsões climáticas teóricas com resultados biológicos”, escreve o grupo em suas pesquisas.

Para cada composição atmosférica, A equipe simulou planetas a diferentes distâncias orbitais Para definir os limites de Hz. Eles também variaram a pressão dos gases.

Bactérias trouxeram resultados surpreendentes

No primeiro dia, após a colocação de bactérias nos recipientes, as densidades celulares aumentaram nas composições de ar padrão. Os ricos em CH4, N2 e Pure H2 foram os que se comportou esse crescimento.

Um aumento mais forte do número de microorganismos Foi observado na atmosfera de puro H2. Segundo os pesquisadores, isso sugere que os ambientes ricos em hidrogênio podem suportar a vida microbiana anaeróbica (sem a necessidade de oxigênio viver) assim que ocorre a adaptação ao meio ambiente.

Por outro lado, Os ambientes ricos em CO2 tiveram um desempenho pior. Eles desafiaram mais o grupo E. coli, então mostraram um crescimento mais lento.

Os resultados sugerem que os planetas com atmosferas dominadas por H2, CH4 ou N2 ainda podem suportar a vida microbiana. Mesmo assim, O crescimento inicial seria mais lento do que no ar da terra.

“A capacidade de se adaptar a condições menos favoráveis ​​implica que A vida poderia persistir nesses planetasContanto que houvesse tempo suficiente para aclimatação ”, escreva os autores.

A atmosfera rica em CO2 é a exceção neste trabalho. De acordo com a pesquisa, o fraco crescimento do dióxido de carbono dominado por dióxido de carbono destaca as limitações dessa substância no apoio aos seres vivos, principalmente para organismos que não produzem seus próprios alimentos.

No entanto, os autores enfatizaram que Algumas formas de vida podem usar C02 como fonte de carbono. O grupo explica que os planetas com esse tipo de atmosfera podem hospedar espécimes adaptados, como quimiotróficos ou extremofílicos.

O papel da atmosfera no desenvolvimento da vida

Os cientistas também descobriram que A composição atmosférica pode expandir os limites da zona habitável. Na predominância de H2, a Hz pode se estender a 1,4 UA, enquanto em C02 rico significa que seria limitado a 1,2 Au.

• A unidade astronômica (UA) assim chamada é a medida da distância média da terra ao sol, sendo usada como uma métrica para o espaço entre as estrelas.
• 1 UA é igual a cerca de 150 milhões de quilômetros

“Embora alguns dos cenários atmosféricos apresentados aqui sejam simplificados e possam não persistir em escalas de tempo geológico devido a processos como escape de hidrogênio e ciclismo de carbonato, eles ainda fornecem informações valiosas sobre os efeitos desses gases na habitabilidade”, eles escrevem os autores.

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As atmosferas são extremamente complexas. Mesmo assim, os resultados da pesquisa destacam a resistência de E. coli na adaptação a meios adversos e O papel crítico que a composição atmosférica desempenha na sobrevivência microbiana.

A equipe reconhece que as descobertas são limitadas à capacidade dos organismos conhecidos na Terra. No entanto, os resultados têm implicações mais amplas, principalmente sobre como a vida poderia prosperar em diferentes situações.

“Ao explorar as condições atmosféricas e a sobrevivência microbiana, obtemos uma compreensão mais profunda de fatores complexos que influenciam a habitabilidade, abrindo caminho para futuras pesquisas sobre potencial de vida além do nosso sistema solar”, concluem os pesquisadores.