O que são os mundos Hycean, um novo habitat proposto para a vida?

O que são os mundos Hycean?

A pouco mais de 124 anos-luz da Terra, orbitando uma estrela de outra forma desinteressante na constelação de Leão, está um planeta chamado K2-18 b. É um dos milhares de exoplanetas avistados pelo Kepler, um telescópio espacial lançado em 2009 e projetado para essa tarefa. Em 2019, observações feitas pelo telescópio espacial Hubble sugeriram que o planeta poderia ter água em sua atmosfera; elas foram consideradas como evidência de que, se fosse um planeta como a Terra, poderia ser habitável.

Em 11 de setembro, houve mais agitação astronômica, mas também algumas preocupações com possíveis exageros, quando uma equipe liderada por Nikku Madhusudhan, da Universidade de Cambridge, anunciou que observações feitas com o telescópio espacial James Webb (JWST), mais sensível, sugeriram que K2-18 b poderia ser o que é chamado de “mundo Hycean”. O que é isso fora da Terra?

Embora o termo (que é pronunciado com um “c” suave) tenha um toque clássico, ele foi introduzido na astronomia pelo Dr. Madhusudhan apenas dois anos atrás, um portmanteau de “oceano de hidrogênio”. Ele descreve um tipo de planeta desconhecido no sistema solar, mas que pode ser comum e habitável em outros lugares.

Observações de exoplanetas geralmente fornecem aos astrônomos pouco mais do que uma órbita, uma massa e um raio. Se o raio e a massa correspondem a algo visto no sistema solar, eles podem adivinhar qual pode ser a estrutura interna do objeto: um exoplaneta do tamanho e massa da Terra provavelmente é rochoso. Mas, com um raio 2,6 vezes maior do que o da Terra e uma massa cerca de nove vezes maior, K2-18 b é consideravelmente maior do que qualquer um dos planetas rochosos do sistema solar interno. Mas também é muito menor do que os gigantes que dominam o sistema solar externo: apenas metade da massa de Netuno, menos de 3% da massa de Júpiter.

Sem análogos próximos para orientá-los, os astrônomos determinam a estrutura dos exoplanetas a partir de princípios básicos: qual arranjo fisicamente autoconsistente de conchas de diferentes densidades pode fornecer a resposta correta? A ideia de um mundo Hycean é a sugestão do Dr. Madhusudhan para uma resposta que se aplicaria a planetas como K2-18 b. Ele imagina um núcleo de rocha e ferro do tamanho da Terra, coberto por um oceano com milhares de quilômetros de profundidade, coberto por uma atmosfera relativamente fina composta por gás leve, presumivelmente hidrogênio. Dê a um planeta como esse uma massa como a de K2-18 b e ele terá um raio como o de K2-18 b. Ele também terá um oceano cobrindo o planeta, sem ilhas e continentes, onde, em princípio, a vida poderia prosperar.

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O JWST é sensível o suficiente para detectar pequenos lampejos de luz estelar que passaram pela atmosfera mais alta do planeta – e eles são consistentes com essa imagem. Modelos preveem que a atmosfera de um planeta desse tipo deve conter dióxido de carbono e metano, e ambos foram encontrados. Também houve uma identificação tentativa de sulfeto de dimetila, uma molécula que na Terra é produzida apenas pela vida, principalmente pelo plâncton. Isso não significa que seja produzido pela vida em K2-18 b. Mas a quase-observação está destinada a despertar interesse.

Os tipos de processos que produziriam metano em tal atmosfera também produziriam amônia, e isso não foi observado. Mas isso é uma característica Hycean, não um erro. A amônia se dissolveria em um oceano subjacente de uma maneira que o metano não faria, então apenas o metano permanece na atmosfera.

Nada disso, no entanto, prova que K2-18 b seja um verdadeiro mundo Hycean. A profundidade da atmosfera no modelo do Dr. Madhusudhan é muito importante. Se for um pouco grosso demais, o efeito estufa resultante tornaria os oceanos líquidos impossíveis. Em vez disso, as camadas inferiores consistiriam de água em um estado “supercrítico”, muito quente e de alta pressão, totalmente inabitável. Os céticos dizem que a existência de mundos Hycean só é possível com ajustes finos que fornecem uma atmosfera grossa o suficiente para não ser perdida no espaço, mas fina o suficiente para não desencadear um efeito estufa descontrolado em suas profundezas. As novas observações oferecem pouco – além da ausência de amônia – para descartar a possibilidade de que K2-18 b seja apenas um desses mundos infernais de sauna.

Felizmente, K2-18 b não está indo a lugar nenhum, além de girar regularmente ao redor de sua estrela mãe. Haverá amplas oportunidades para novas observações. Elas devem ser capazes de mostrar se K2-18 b realmente é um mundo Hycean habitável e com traços evocativos de sulfeto de dimetila em sua atmosfera. Se for o caso, você pode esperar ouvir a palavra Hycean muito mais nos próximos anos. ■