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Cores de Outono em Mundos Alienígenas
Tradutor: Bruno Martini
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Alien Life
Posted:   04/13/07

Summary: Se plantas existem em outros planetas, elas podem não ser predominantemente verdes. Cientistas descobriram que a cor predominante da folhagem em ambientes da Terra pode ser em uma faixa de cores que depende da estrela em que o planeta orbita e a composição de sua atmosfera.

Alguns dos Mundos Semelhantes à Terra Podem Possuir Folhagens de Cores Diferentes do Verde, Dizem Pesquisadores

No processo da fotossíntese, plantas convertem energia do Sol em energia química glicose, ou açúcar. A clorofila em plantas absorve mais a luz solar na faixa do azul e vermelho e menos na faixa da luz verde. A clorofila é verde porque ela reflete luz verde mais que a azul ou vermelha.
Crédito: Credit: NASA Ames
Na próxima década, quando cientistas forem capazes de estudar mundos do tamanho da Terra ao redor de outras estrelas, eles poderão encontrar folhagens em alguns planetas que são predominantemente amarelas, alaranjadas ou vermelhas. Tudo isto depende da cor da estrela que o planeta orbita e o material que compõe sua atmosfera.

Esta é a conclusão de pesquisadores do Virtual Planetary Laboratory (Laboratório Planetário Virtual), uma iniciativa financiada pela NASA no California Institute of Technology (Instituto de Tecnologia da Califórnia), que está anunciando hoje resultados de uma série abrangente de modelos de computador para orientar a futura busca por plantas em outros mundos. Dois artigos relacionados ao que se esperar da fotossíntese estão emitidos para a revista Astrobiology.

Determinar a gama de cores possíveis é importante porque os cientistas precisam saber o que procurar quando eles começarem a receber os espectros de luz de planetas distantes do tamanho da Terra, diz a autora principal Nancy Kiang, uma biometeorologista do Goddard Institute for Space Studies (Instituto Goddard para Estudos Espaciais) da NASA e atualmente visitante no Spitzer Science Center (Centro de Ciências Spitzer) do Caltech.

“A cor dominante da fotossíntese pode ser amarela. Ou laranja, ou mesmo vermelha”, Kiang explica. “Eu acho que é improvável que algo seja azul, e claro, plantas verdes também são uma possibilidade, uma vez que isto o que temos aqui.”

“O que torna este estudo incomum é o método altamente interdisciplinar através do qual, cientistas planetários, atmosféricos, biólogos e outros uniram seus esforços para modelar os espectros possíveis de luz disponíveis para plantas em planetas como a Terra orbitando outras estrelas” diz Vikki Meadows, uma astrobióloga do Caltech e principal cientista do Laboratório Planetário Virtual. Porque o estudo requer dados sobre tudo a partir do tipo de fótons emitidos por uma estrela da sequência principal em um estágio particular de sua vida, até a profundidade da água que uma alga pode preferir, uma variedade enorme de informações é necessária.

“Nenhum astrônomo, biólogo ou cientista atmosférico poderia ter atacado este problema individualmente para obter a simulação”, diz Meadows, ela mesma uma astrobióloga cujo treinamento acadêmico foi em astronomia. “Então estes artigos são um trabalho verdadeiramente interdisciplinar”.

Esta imagem satelital do SeaWIFS mostra a clorofila (o que indica algas) nos oceanos da Terra. O Índice da Diferença de Vegetação Normalizado (INDVI em inglês) mede a saúde das plantas em terra, enquanto as medições de clorofila indicam a quantidade de fotossíntese no oceano.
Crédito: Projeto SeaWIFS, NASA/Centro Espacial Goddard e ORBIMAGE.
Os pesquisadores se concentraram sobre a forma como as plantas usam a luz como energia para produzir açúcar – o que é praticamente a definição de fotossíntese – porque pigmentos fotossintéticos devem estar adaptados ao espectro de luz disponível. A disponibilidade de luz na superfície de um planeta é um resultado tanto da luz da estrela-mãe, quanto dos os efeitos de filtragem dos gases na atmosfera. Por exemplo, o ozônio absorve a luz ultravioleta, então não muito dela alcança a superfície da Terra.

“Acontece que o espectro do número de partículas de luz é o que importa e na Terra há mais partículas na faixa do vermelho”, Kiang explica. “Isto poderia explicar porque as plantas aqui na Terra são predominantemente verdes.”

Na Terra, plantas absorvem luz azul porque ela é energética e luz vermelha porque os fótons são abundantes. Há mais do que suficiente energia do azul e vermelho na luz do Sol, então as plantas não precisam realmente de mais. Portanto, elas refletem relativamente mais luz verde e é por isto que as plantas parecem verdes para nós.

Um planeta orbitando uma estrela com o tamanho e temperatura grosseiramente semelhante ao nosso Sol, com a mistura de oxigênio particular da Terra e sabe lá o que mais, poderia tender a ter plantas que preferem de absorver luz no azul e vermelho e menos no verde. Mas a situação poderia ser diferente em outros planetas onde outras cores do espectro poderiam dominar. Nestes casos, outra cor como vermelho poderia não ser tão útil e as plantas poderiam em sua maioria parecer vermelhas.

Há muitos outros fatores, como o papel que não apenas o ozônio desempenha, mas também o dióxido de carbono e o vapor de água, como a radiação estelar gera reações químicas na atmosfera, se a estrela é propensa a erupções solares, quanto de água há no planeta, quanto de luz chega à superfície, quais os gases produzidos pelas próprias plantas e por aí vai. É por isto que um modelo de computador complexo foi necessário.

Também alguém poderia imaginar que coisas poderiam viver em um planeta com bem pouco ozônio, por exemplo, onde a radiação faria um ataque diário aos organismos vivos e partículas energéticas dos ventos solares seriam como balas microscópicas letais. Meadows afirma que os modeladores levaram este tipo de cenários em consideração e eles acreditam que deve haver um “doce local”, uns poucos a vários metros, abaixo da superfície da água onde a vida é protegida da radiação UV.

O diagrama Hertzprung-Russell desenvolvido por 2 astrônomos em 1912 representa graficamente algumas das características de um grande número de estrelas. Representam a classe espectral versus a luminosidade (brilho) de uma grande amostra de estrelas. A luminosidade do nosso Sol é 3,9 x 1026 Joules/s. O gráfico abrange uma longa faixa de iluminação de uma fração do brilho do nosso Sol (0,01 vezes) a muito mais forte que ele (10.000 vezes).
Crédito: NASA
“Nós descobrimos que o doce local poderia ser até nove metros abaixo da água para um planeta orbitando uma estrela significantemente mais fria que o nosso Sol e a fotossíntese poderia continuar ocorrendo”, ela diz. “Algo com uma capacidade de flutuação poderia ser protegido das erupções estelares e continuar a ter suficientes fótons para seguir em frente.”

Em suma, o novo modelo provém uma poderosa ferramenta para procurar por vida em outros mundos, diz Meadows.

“Nós uma vez pensamos que planetas ao redor de outras estelas fossem extremamente raros,” ela explica. “Mas a cada vez que os telescópios ficaram melhores fomos capazes de encontrar mais e mais planetas do tamanho de Júpiter. Então não há razão para pensar que não há um enorme número de planetas do tamanho da Terra lá fora também.”

“Nós podemos não encontrar nada como nós mesmos, mas é possível que vida bacteriana prevaleça nestes planetas como a Terra”, acrescenta Meadows. “Se nós temos o ambiente para a vida existir, então nós pensamos que é provável que a vida vá emergir nessas condições.”

Os outros autores dos dois artigos são Antigona Segura-Peralta, Giovanna Tinetti, Martin Cohen, Janet Siefert, and David Crisp, todos do Laboratório Planetário Virtual; Govindjee, da University of Illinois (Universidade de Illinois) e Robert Blankenship, da Washington University (Universidade de Washington).

O Laboratório Planetário Virtual foi criado como parte do NASA Astrobiology Institute – NAI (Instituto de Astrobiologia da NASA), que foi fundado em 1997 como uma parceria entre a NASA, 12 equipes principais dos EUA e seis consórcios internacionais. O objetivo do NAI é promover, conduzir, liderar parcerias para pesquisas astrobiológicas interdisciplinares e treinar uma nova geração de pesquisadores em astrobiologia.

This story was originally published in English.


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