O número de exoplanetas já descobertos é contado aos milhares, e a Via Láctea abrigaria bilhões deles. Isso representa um verdadeiro oceano de mundos a explorar, muito mais do que nossa tecnologia permite: como identificar aqueles que realmente merecem uma observação aprofundada com os telescópios de nova geração?
Uma nova ferramenta computacional, chamada STEHM (Smaller Than Earth Habitability Model), pode facilitar essa tarefa. Desenvolvido por pesquisadores da Universidade Stanford, este modelo permite classificar rapidamente os planetas rochosos que têm poucas chances de manter uma atmosfera — uma condição essencial para a vida como a conhecemos. A ideia é economizar tempo de observação nos grandes telescópios, descartando de imediato os mundos menos promissores.
Representação artística da missão PLATO da Agência Espacial Europeia, que examinará milhares de estrelas próximas em busca de exoplanetas rochosos. O novo modelo STEHM pode ajudar os cientistas a priorizar aqueles com mais chances de abrigar vida. Crédito: ESA
Tradicionalmente, os cientistas se baseiam no conceito de zona habitável, essa região ao redor de uma estrela onde a temperatura poderia permitir a existência de água líquida na superfície. Mas estar nessa zona não garante tudo: um planeta sem uma atmosfera significativa não consegue regular sua temperatura, se proteger das radiações ou manter água líquida. Portanto, o STEHM adiciona uma camada extra de análise, estimando se um pequeno planeta rochoso é capaz de gerar e reter uma atmosfera em escalas de tempo geológicas.
Para construir este modelo, Michelle Hill, autora principal do estudo, utilizou o código de simulação planetária ExoPlex. Ela modelou seis mundos rochosos, variando de metade do tamanho da Terra até um tamanho terrestre, testando como a estrutura interna, a atividade vulcânica, o calor interno e a radiação estelar influenciam a conservação da atmosfera. O modelo foi validado com Vênus e Marte, reproduzindo corretamente a espessa atmosfera de dióxido de carbono de Vênus e a perda atmosférica de longo prazo de Marte.
Os resultados indicam que planetas rochosos com pelo menos 80% do tamanho da Terra podem manter uma atmosfera por 10 bilhões de anos ou mais, desde que orbitem na zona habitável de estrelas semelhantes ao Sol. Planetas menores geralmente perdem sua atmosfera mais rapidamente, embora aqueles com cerca de 70% do tamanho terrestre possam permanecer habitáveis se outras condições forem favoráveis. A longevidade atmosférica também depende fortemente do teor inicial de carbono e dos elementos produtores de calor que alimentam a atividade vulcânica.
Este modelo pode ser particularmente útil para futuras missões, como o telescópio espacial PLATO da Agência Espacial Europeia, que aumentará consideravelmente o catálogo de exoplanetas rochosos ao redor de estrelas próximas. Ao reduzir o campo de candidatos, o STEHM permite que os astrônomos concentrem seus esforços nos mundos mais promissores, sem desperdiçar recursos preciosos em alvos improváveis. Nas palavras de Michelle Hill, a única forma de detectar sinais de vida é observar a atmosfera desses planetas a partir da Terra, e este modelo oferece um método para escolher os melhores alvos.
O STEHM não responde apenas à pergunta "onde" procurar vida, mas também "quando": ele modela se os exoplanetas podem realmente manter sua atmosfera em escalas de tempo geológicas, uma condição prévia para que a vida possa surgir e se desenvolver. Talvez a atual ausência de detecções de vida se explique pelo fato de estarmos ainda muito cedo na história cósmica, como indica Michelle Hill: "Podemos estar entre os primeiros."