Potenciais sinais de vida no Universo podem parecer empolgantes, mas confirmação pode levar anos

Astrônomos podem usar telescópios para detectar moléculas específicas nas atmosferas de planetas distantes, em nebulosas – nuvens de poeira e gás interestelar – a centenas ou milhares de anos-luz de distância, ou em galáxias além dos confins da Via Láctea.

Astrônomos detectaram mais de 350 moléculas no espaço entre e ao redor das estrelas em pouco menos de cem anos – a primeira dessas moléculas foi relatada em 1937. A cada ano, o estoque químico cósmico cresce com um número que varia de algumas poucas a algumas dezenas de novas descobertas. Muitas dessas moléculas são precursoras de biomoléculas, o que significa que podem fornecer pistas sobre as origens da vida em outras partes do Universo.

Como astroquímico, minha pesquisa gira em torno de substâncias químicas encontradas no espaço, especialmente em nuvens cósmicas distantes onde estrelas jovens nascem. Mesmo assim, as observações precisas desses telescópios nunca deixam de me surpreender.

Com essa explosão de dados de levantamentos astroquímicos, há muito com que se entusiasmar. Às vezes, porém, esse entusiasmo pode ser prematuro. Encontrar moléculas em lugares que pessoas provavelmente nunca visitarão não é tarefa fácil, então verificar e, às vezes, corrigir essas observações é um processo contínuo – especialmente para moléculas cujos sinais não são tão fortes.

“Vendo” moléculas no espaço

Os astrônomos não podem visitar planetas distantes, muito menos regiões distantes de formação estelar. Então, como eles veem o que há lá fora?

Astrônomos observam o Cosmos com telescópios que captam todos os diferentes comprimentos de onda da radiação eletromagnética. Para a astroquímica, eles normalmente usam radiotelescópios. Esses instrumentos, semelhantes a enormes antenas parabólicas, são usados para “ver” ondas de rádio, que têm comprimentos de onda muito maiores do que o olho humano pode perceber.

Quando as moléculas circulam livremente como gases no espaço, elas giram, e esse movimento libera energia na forma de fótons, ou partículas eletromagnéticas. Diferentes tipos de rotação requerem diferentes níveis de energia. Cada fóton transporta essa energia até um telescópio, que registra seu sinal. Quanto mais fótons de uma determinada energia, mais forte é esse sinal.

Se um radiotelescópio registrar todos os sinais esperados para uma determinada molécula – seu espectro -, então os astrônomos podem afirmar com segurança que detectaram essa molécula.

Telescópios infravermelhos, como o Telescópio Espacial James Webb, ou telescópios que detectam luz visível, como o Telescópio Espacial Hubble, também podem ser usados para astroquímica. Ambos os tipos de telescópios, no entanto, captam sinais químicos que muitas vezes são mais difíceis de distinguir uns dos outros.

Sabendo o que procurar

Por trás de cada descoberta de uma nova molécula no espaço há meses ou até anos de trabalho para capturar as “impressões digitais” de uma substância química, ou seu espectro.

Passei cerca de um ano fazendo esse tipo de trabalho na Universidade de Colônia, na Alemanha, como bolsista de pesquisa Fulbright. Lá, usei modelos computacionais de substâncias químicas de interesse astrofísico para prever como seriam seus espectros.

No laboratório, injetava as substâncias químicas em um tubo de vidro mantido sob vácuo para simular as condições do espaço. Usando instrumentos sensíveis, registrei o que um radiotelescópio veria se estivesse observando apenas aquela molécula.

Astrônomos já haviam encontrado algumas dessas moléculas no espaço, e meus colegas e eu estávamos reexaminando-as, mas também estávamos analisando moléculas que previmos que poderiam existir em algum lugar no espaço.

Trabalhei com uma equipe de cientistas para ajustar as entradas do computador repetidamente até que os espectros simulados correspondessem aos dados experimentais. Quando os espectros simulados correspondiam aos experimentos, isso significava que os espectros simulados modelavam de forma confiável como seria a “impressão digital” de uma molécula no espaço. Espectros de modelo confiáveis permitem que os astrônomos detectem características químicas em frequências além daquelas que podem ser medidas em laboratório.

Embora minhas contribuições para a equipe de Colônia não tenham levado à descoberta de uma nova molécula no espaço, passei a valorizar o trabalho de bastidores da descoberta de moléculas. As medições em laboratório são feitas com precisão para que os astrônomos possam ter confiança em suas detecções.

Quando as detecções ficam confusas

Mesmo com radiotelescópios potentes e experimentos minuciosos, porém, algumas detecções não são tão claras quanto os astrônomos gostariam que fossem. Às vezes, os sinais são muito fracos para que os astrônomos tenham total certeza de que representam as moléculas que eles acreditam que representam. Outras vezes, há muitos sinais de moléculas amontoados, fazendo com que sinais diferentes se misturem.

Cientistas detectaram moléculas relevantes para processos biológicos na Terra em cometas e nas atmosferas de outros planetas. Essas descobertas são empolgantes, mas a maioria dos cientistas age com cautela para evitar tirar conclusões precipitadas, pois essas moléculas geralmente podem existir fora dos seres vivos.

Às vezes, porém, o entusiasmo supera a cautela e leva a conclusões prematuras.

Os cientistas frequentemente ficam entusiasmados quando novas moléculas, especialmente moléculas biologicamente relevantes, estão potencialmente presentes, e querem compartilhar essas descobertas com o mundo. Alguns pesquisadores também se preocupam em ser os primeiros a publicar um novo resultado, especialmente porque muitos dados de telescópios ficam disponíveis ao público após um breve período de exclusividade.

Talvez uma das “não descobertas” mais empolgantes na astroquímica tenha sido a da glicina no espaço interestelar há mais de 20 anos. A glicina é o aminoácido mais simples, um tipo de molécula essencial para a vida como a conhecemos. Encontrar essa molécula em uma nebulosa mudaria a forma como os cientistas pensam sobre a evolução dos ingredientes da vida.

Estudos posteriores mostraram que sinais importantes estavam faltando no relatório inicial sobre a glicina. Como resultado, os astroquímicos agora concordam, em geral, que a glicina não havia sido encontrada em nebulosas de formação estelar.

Mais recentemente, outra descoberta molecular tem sido analisada: a possível detecção de fosfina na atmosfera de Vênus. Ao contrário do que aconteceu com a glicina, os cientistas ainda não chegaram a um consenso sobre se a fosfina, que está associada a alguns processos biológicos na Terra, está de fato presente em Vênus.

Os relatórios iniciais sobre a fosfina em Vênus geraram especulações sobre biosinais e evidências de vida potencial no planeta irmão da Terra, muito mais quente. Mas estudos posteriores realizados por outros cientistas não conseguiram confirmar os resultados iniciais.

Nos últimos cinco anos, os cientistas continuaram tentando confirmar ou refutar definitivamente a presença de fosfina em Vênus.

Avaliando alegações

Ao ler sobre descobertas de novas moléculas no espaço interestelar ou em outros planetas, como você pode ter certeza das detecções sobre as quais está lendo? É importante ficar atento a manchetes sensacionalistas que afirmam que sinais de vida foram encontrados em outras partes do Universo. Descobertas de moléculas que se baseiam na detecção de apenas um ou dois sinais são geralmente menos confiáveis do que aquelas baseadas em cinco ou mais sinais.

Para descobertas que sugerem indícios de vida em outros mundos, é quase certo que outros cientistas tentarão reproduzir os resultados. Se você esperar alguns meses até que o alvoroço inicial se acalme, poderá fazer uma pesquisa na web para ver quais novos resultados surgiram para apoiar — ou refutar — a alegação original.

Olivia Harper Wilkins recebe financiamento da NASA e do National Radio Astronomy Observatory (NRAO).