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Vida Extraterrestre

Origem da vida na Terra

O que é a vida?

" É o sopro do criador numa atitude repleta de amor " (Gonzaguinha)

"Somos feitos das cinzas de estrelas mortas"

Base da vida na Terra:aminoácidos e proteínas

fenillananine [Fonte:wikipedia] molécula de DNA

O experimento de Miller-Urey: carbono + água + amônio + metano + faíscas = aminoácidos

Experimento de Miller-Urey [Fonte: The evolution of Truth]

O que é o "sopro da vida"? O que diferencia seres vivos de não vivos?

6 características biológicas dos seres vivos:

organização em células

Amoeba proteus [crédito: Think quest]
Metabolismo: transformações químicas à custa de energia
Crescimento: tranformação de materiais do meio para componentes do corpo
Reprodução: cópias do organismo mediante tranferência genética
Mutação: mudaças das características individuais
Evolução:Reprodução da mutação, capacidade de adaptação

Darwin's finches [Fonate: Think quest]

Extremófilos

Seres vivos que vivem em ambientes extremos de temperatura, pressão, acidez, etc.Na maioria são unicelulares, mas alguns são pluricelulares.

Barófilos: suportam pressões extremas. Exemplo: micróbios que vivem a 2000 m de profundidade, se alimentando de rochas do fundo do mar
Hipertermófilos: organismos que se desenvolvem em ambientes com temperatura acima de 100^oC, em vulcões, geiseres e fumarolas marinhas
Acidófilos: se desenvolvem em ambientes de alta acidez. ex: microorganismos que vivem nas águas do Rio Tinto (Espanha), com ph 2.2, muitos metais e pouco oxigêno. Esses organismos se alimentam de minerais
outros extremófilos: altas ambientes ultraalcalinos ou ultrasalinos,

Fonte:www.itqb.unl.pt/~Metalloproteins_Bioenergetics/extremofilos/page1.htm

O caso da bactéria que sobreviveu na Lua: Quando missão Apolo 12 trouxe de volta uma câmara Surveyor 3 enviada anteriormente, encontrou-se uma colônia da bactéria Streptococcus mitis, que tinha contaminado a espuma de isolamento da câmara antes de ser enviada à Lua, e sobrevieu não só a viagem de ida e volta, mas os três anos que esteve lá no solo na Lua. Esta bactéria é comum e inofensiva e vive no nariz, boca e garganta dos humanos.

Procura de vida fora da Terra

Marte

Presença de água congelada na superfície; possibilidade de água líquida abaixo da superfície
Indícios positivos de processos metabólicos dados por excesso de oxigênio em rochas
Ausência de sinais de organismos vivos
Presença de nanobactérias em meteoritos ainda controversa

Meteorito marciano ALH84001
Água congelada na superfície de Marte

Europa (satélite de Júpiter)

supefície coberta de gelo
evidências de água líquida abaixo da superfície

Lua Europa, de Júpiter [crédito: ]

Titã (satélite de Saturno)

atmosfera espessa de moléculas de nitrogênio
evidências de lagos de metano
detecção negativa de água

Io (satélite de Júpiter)

condições de vida do tipo "extremófilo", mas..
ausência de água

Procura de vida inteligente fora da Terra

Vida na Terra tem 3,8 bilhões de anos

Levou 1 bilhão de anos para se desenvolver a vida

O Homo Sapiens Sapiens só tem 125 000 anos

Civilização tem 10000 anos

tecnologia para comunicação tem menos de 100 anos

Very Large Array (VLA), observatório de radio astronomia em Socorro, Novo México

O projeto SETI

1959: Cocconi & Morrison publicaram “Searching for extraterrestrial Communication (Nature),
1960: Frank Drake começou uma busca de sinais em Ceti e Eridani com o radiotelescopio de 25 m de Green Bank.
1961: 10 especialistas de diversas áreas (Drake, Sagan, Calvin (Premio Nobel de Química), entre outros) se reúnem. Drake formula sua equação

Fonte: Scientific American Brasil

A equação de Drake

Idéias básicas:

Número de civilizações existentes na nossa Galáxia (N) = número de civilizações que podem ter surgido no tempo de vida da galáxia (vários fatores) x fraçao desse tempo que dura uma civilização (t/T)

A equação de Drake

N = (R_*)(f_p)(n_T)(f_v)(f_i)(f_c)(t)

onde:

N = número de civilizações em nossa Galáxia capazes de se comunicar

R_* = taxa de formação de estrelas na Galáxia

f_p = fração provável de estrelas que têm planetas

n_T = número de planetas ou luas com condições parecidas com as da Terra

f_v = fração provável de planetas que abrigam vida

f_i = fração provável de planetas que desenvolveram vida inteligente

f_c = fração de espécies inteligentes que podem e querem se comunicar

t = tempo de vida de tal civilização

Taxa de formação estelar na Galáxia (R_*)

Determinado a partir de dados astronômicos, é o único termo conhecido

(R_*) ≅ (N_*)/ T

N_* = Número de estrelas na nossa Galáxia (distância das outras maior do que 1 milhão de anos-luz)
T = idade da Galáxia =(1 - 1,5) x 10¹⁰ anos
Massa da Galáxia = (1 - 4 ) x 10¹¹ M_sol
Massa média de uma estrela ≈ M^sol
N_* = (1 - 4) x 10¹¹
R_* ≅ 2-20 (Maior no passado, menor agora)

Fração de estrelas que têm planetas (f_p)

Estrelas binárias são em torno de torno de 50%
f_p = 0,1 (pessimista) - 0,6 (otimista)

Número de planetas ou luas tipo Terra por planeta (n_T)

Mais de 250 planetas extrassolares descobertos até o momento
(quase) Todos muito mais massivos do que a Terra
Apenas 1 (descoberto em abril/2007) é possivelmente parecido com a Terra (M ∼ M_Terra, T ∼ 300 K
n_T ∼ 0,1 (pessimista) - 2(otimista) ?

Fração de planetas que desenvolvem vida (f_v)

Zona habitável: que tenha água em forma líquida, para permitir o movimento das partículas e a eventual formação de moléculas orgânicas complexas, e fontes de energia para manter metabolismo
pequeno range de temperaturas
pequeno range de distâncias da estrela
f_v é desconhecida
f_v = 0,001 (pessimista) - 1(otimista) ?

Fração de planetas onde surge vida inteligente (f_i)

f_i é desconhecida
f_i = 0,000001 (pessimista) - 1 (otimista)

Fração de planetas com vida inteligente com civilização tecnológica e vontade de se comunicar (f_c)

f_c é desconhecida
f_c = 0,001 (pessimista) - 1 (otimista) ?

Tempo de vida (anos) de uma civilização tecnológica (t)

Humanos têm tecnologia de radar há menos de 100 anos
Civilizações avançadas perduram?a (só conhecemos a nossa...)
t é totalmente especulativa: 100 (pessimista) - 1 bilhão (otimista) ?

	R_*	f_p	f_v	n_T	f_i	f_c	T_t	N
hipótese otimista	20	0,6	2	1	1	1	10⁹	~10⁹
hipótese pessimista	2	0,1	0,1	10^-3	10^-6	10^-3	10²	~10^-12
Valores de Drake	10	0,5	2	1	0,01	0,01	10000	100

Hipótese otimista: N = 10⁹:

1 bilhão de civilizações na nossa Galáxia podem e querem se comunicar!

Hipótese pessimista: N = 10^-12:

criaturas como os terráqueos são muito raras, apenas 1 caso em 1 trilhão de galáxias.
no nosso universo observável tem 10¹¹ galáxias
estamos sozinhos!

Considerações:

A " equação" de Drake não dá uma resposta, mas tem função de fazer abordagem sistemática do problema, levando em consideração os fatores envolvidos

Fatores " biológicos" (desenvolvimento de vida inteligente) e "sociológicos"(duração da civilização) introduzem as maiores incertezas

Estimativa da distância ao vizinho mais próximo

Assumindo que as civilizações existentes estão distribuídas uniformemente na Galáxia
N civilizações distribuídas uniformente em um volume ocupado por 4 x 10¹¹ estrelas, centrado no Sol
A distância até a estrela mais próxima será o raio da região que contém 4 x 10¹¹/N estrelas
A distribuição de estrelas na nossa Galáxia é aproximadamente 0,0025 estrelas/(anos-luz)³.
O volume da região que contém 4 x 10¹¹/N estrelas é:

V = 4
3
π d³(anos-luz )³ = 4
0,0025
× 10¹¹
N

r ≈ (

160

)^1/3 ×10⁴ anos-luz

distância na estimativa de Drake: 10⁴ anos-luz.
d_oti = 54 anos-luz
d_pess = 5,4 x 10⁸ anos-luz

Tempo para fazer contato

Contato por por rádio, que se desloca à velocidade da luz.
Na estimativa de Drake: 10000 anos!
d_oti = 54 anos
d_pess = 5,4 x 10⁸ anos
Para fazer uma viagem interestelar, a mínima energia necessária é aquela para sair do campo gravitacional do Sol. A velocidade de escape do Sol, à distância da Terra, é {[(2 G M_Sol )/UA]}. Calcule quanta energia por unidade de massa, em Joules/kg, é necessária para isso, lembrando que a massa do Sol é 2×1030 kg, e uma unidade astronômica (UA) é 1,5 ×10¹¹ m.

Paradoxo de Fermi
Ou: Onde estão todos os outros?
Enrico Fermi (1950): se de fato existem muitas civilizações inteligentes em nossa Galáxia, por que nunca detectamos seus sinais?
Muitas seriam sem dúvida mais avançadas do que nós, teriam se "espalhado" pela Galáxia.
Algumas respostas propostas:
- Nossa civilização é a única da Galáxia. As condições para desenvolvimento da vida inteligente são muito raras.
- As civilizações se auto-destroem
- Os aliens existem mas estão escondidos
- Os aliens vieram e nós somos seus descendentes
- Os aliens existem, mas não podem se comunicar porque estão muito distantes
Nota:O projeto Phoenix de procurar por emissão de rádio vindo de cerca de 800 estrelas parecidas com o Sol e a no máximo 200 anos-luz de distância, usando os maiores rádio telescópios do mundo durante os últimos 10 anos (1994 a 2004) chegou ao fim sem encontrar qualquer emissão equivalente ao transmissores de nossos radares militares.:

OVNIs
astro.if.ufrgs.br/vida/index.htm

A equação de Drake modificada (Harrison):
N(agora) = N_* x A x B x (t/T)
onde:
        N (agora) = número de civilizações em nossa Galáxia capazes de se comunicar
        N_* = Número de estrelas na nossa Galáxia (distância das outras maior do que 1 milhão de anos-luz)
        A = fatores astronômicos
        B = fatores biológicos
        t = tempo médio de duração da civilização
        T = idade da Galáxia

Número de estrelas na Galáxia (N_*)
- Massa da Galáxia = (1 - 4 ) x 10¹¹ M_sol
- Massa média de uma estrela ≈ M^sol
- N_* = (1 - 4) x 10¹¹
Fatores astronômicos na equação;
A = p₁ x p₂ x p₃
- p₁ = fração de estrelas adequadas
- p₂ = fração de estrelas adequadas com planetas tipo Terra
- p₃ = fração desses planetas dentro da zona habitável
Fração de estrelas adequadas a ter planetas com vida (p₁)
- Estrelas muito massivas têm vida muito curta
  - Levou 3-4 x 10⁹ anos para a vida inteligente se desenvolver na Terra
  - Portanto M ≤ 2 M_sol
    
    Histograma do número de estrelas perto do Sol, por tipo. As estrelas de baixa massa são as mais numerosas
- Estrelas binárias (em torno de 50%) dificilmente têm órbita planetárias estáveis
- Resultado: N _* = entre 10% (0,1) e 50% (0,5)
- Harrison usa p₁ = 0,1
Fração de estrelas com planetas tipo da Terra (p₂)
- Mais de 250 planetas extrassolares descobertos até o momento
- (quase) Todos muito mais massivos do que a Terra
- Apenas 1 (descoberto em abril/2007) é possivelmente parecido com a Terra (M ∼ M_Terra, T ∼ 300 K
- Fração de estrelas com alguma planeta provavelmente alta
- Fração de estrelas com planeta tipo Terra ainda totalmente desconhecida
- Harrison assume P₂ = 0,1
Fração de estrelas com planetas tipo da Terra na zona habitável em torno da estrela (p₃)
Zona habitável: que tenha água em forma líquida, para permitir o movimento das partículas e a eventual formação de moléculas orgânicas complexas, e fontes de energia para manter metabolismo
pequeno range de temperaturas
pequeno range de distâncias da estrela
Harrison assume P₃ = 0,1