segunda-feira, setembro 14, 2015

Nosso sistema solar é excepcional

Representação artística do Kepler
Em julho, quando eu estava ocupado elaborando nosso Seminário de Verão sobre o Design Inteligente, o biólogo Jeff Schweitzer escreveu um artigo polêmico no Huffington Post: “Earth 2.0: notícia ruim para Deus.” Schweitzer, que foi membro do Conselho Científico da Casa Branca no governo Clinton, cercado contra a religião, alegou que a descoberta de vida extraterrestre refutaria as grandes religiões abraâmicas. Eu poderia ir de encontro à análise teológica simplista e ingênua de Schweitzer, incluindo a lógica torturada que ele usa para reivindicar que o silêncio da Bíblia sobre a vidaextraterrestre seria realmente uma negação de que poderiam existir ETs. Mas estou mais interessado em olhar para sua afirmação científica de que o nosso sistema solar não é especial e que, de fato, deve haver “milhares ou milhões ou mesmo bilhões de tais planetas como a Terra no Universo”.

Schweitzer está animado com a descoberta do que ele chama “Earth 2.0”, um planeta extra-solar diferente conhecido como Kepler 452-B. Se você acreditar no que o Huffington Post diz, trata-se provavelmente de um planeta rochoso como a Terra, que orbitaria sua estrela dentro da região onde água líquida é possível. Ele chama isso de “possivelmente habitável”. Na realidade, muitos parâmetros para além da mera existência de água são necessários para um planeta ser habitável, por isso não foi estabelecido que o Kepler 452-B seja habitável, ou mesmo “possivelmente habitável”, como a Terra. Schweitzer quer que as pessoas acreditem que isso sugere que planetas habitáveis como a Terra são extremamente comuns no Universo. Uma verificação rápida da literatura técnico-científica mostra que ele está enganado.

De acordo com um artigo de abril 2015 publicado na Proceedings of the National Academy of Sciences, intitulado “Papel decisivo de Júpiter no início da evolução do sistema solar interior”, uma revisão dos tamanhos e os raios orbitais de planetas extra-solares conhecidos mostra quão excepcional é o nosso sistema solar:

“As estatísticas de sistemas planetários extra-solares indicam que o modo padrão de formação planetária gera planetas com períodos orbitais mais curtos do que 100 dias e massas substancialmente excedentes à da Terra. Quando visto nesse contexto, o sistema solar é incomum. [...] O sistema solar é um membro incomum do censo planetário galáctico, que carece de planetas que residem em estreita proximidade com o Sol.”

O problema para Schweitzer, essencialmente, é que a grande maioria dos planetas extra-solares que descobrimos orbita suas estrelas muito mais perto do que até mesmo a nossa Terra orbita o Sol - e esses planetas extra-solares são muito maiores do que a Terra. Ambas as propriedades fazem desses planetas inabitáveis. Além disso, grandes planetas como Júpiter - que em nosso sistema solar ajuda a manter a Terra habitável por varrer cometas e asteroides - quase nunca existem longe no sistema solar. Esses problemas são ilustrados neste diagrama do artigo: 


 (Figura 1, direitos de autor por Konstantin Batygin e Greg Laughlin: “Papel decisivo de Júpiter no início da evolução do sistema solar interior”, Proceedings of the National Academy of Sciences EUA 2015, 112[14]:4214-4217)

Phys.org descreve esses resultados como se segue: “Há algo sobre o nosso sistema solar que parece ser incomum. Por alguma razão, a maioria de nossos planetas maiores está longe da nossa estrela hospedeira, enquanto os que estão mais perto são planetas rochosos menores, incluindo a própria Terra. Esse não é o caso de muitos sistemas extra-solares descobertos. Os chamados ‘Júpiteres quentes’ - enormes planetas gigantes gasosos que se aninham perto de sua estrela - foram encontrados em alguns exemplos. Em outros casos, planetas ligeiramente maiores do que a Terra estão tão perto de suas estrelas que acabam por ser inabitáveis.”

O que isso significa é que o nosso sistema solar se destaca dramaticamente em comparação com outros sistemas solares que descobrimos e que a obtenção de planetas rochosos que orbitam perto de sua estrela como a Terra, na zona habitável, requer um conjunto excepcional de circunstâncias. Como o artigo explica:

“Talvez a mais importante descoberta relacionada com o exoplaneta foi a constatação de que cerca de metade das estrelas semelhantes ao Sol na vizinhança solar são acompanhadas por sistemas de um ou mais planetas em órbitas de baixa excentricidade com períodos que variam de dias a meses, e massas caindo no 1M p <50 m="" span=""> gama, onde M é uma unidade de massa da Terra. Essa população dominante de planetas (que muitas vezes se apresentam hermeticamente embalados, múltiplos sistemas quase coplanares) contrasta fortemente com o sistema solar, cuja borda interna é marcada por Mercury 88-d [0,4 unidades astronômicas (UA)] órbita (ver Fig. 1). Um exemplo emblemático do novo catálogo planetário é o sistema Kepler-11, que engloba pelo menos seis planetas com mais de ~ 40 massas terrestres. Em suma, as pesquisas exoplanetárias revelaram uma raridade até então não reconhecida do sistema solar. Em relação a outras estrelas do tipo do Sol, de suporte planetário, nossa região terrestre é severamente empobrecida em massa.”

Por “empobrecido em massa” significa dizer que planetas extra-solares quase todos conhecidos orbitando em torno do raio da Terra são muitas vezes maiores que a Terra e inabitáveis. É verdade, Kepler 452-B é uma exceção a essa regra, mas sua massa ainda é cerca de cinco vezes maior que a da Terra, e pode até ser um planeta à base de gás. Portanto, acredita-se que seja uma “super Terra” ou talvez um “anão gasoso”, o que o tornaria mais rico em elementos voláteis. Isso se encaixa com o que o artigo prevê, que “a maioria dos planetas massa-Terra são fortemente enriquecidos em elementos voláteis e são inabitáveis”, como uma mini versão de Netuno.

De fato, outros alegaram que os dados sugerem que o Kepler 452-B é abundantemente volátil, planeta gasoso e não habitável. O físico Andrew LePage, que acompanha de perto as reivindicações de planetas habitáveis, escreve: “Uma análise publicada recentemente da relação massa-raio para planetas extra-solares menores do que Netuno, realizada por Leslie Rogers, sugere fortemente a transição dos planetas predominantemente rochosos como a Terra para predominantemente voláteis como Netuno, no raio não superior a 1,6 RE (ver ‘Habitable Planet Reality Check: Terrestrial Planet Size Limit’). Enquanto planetas rochosos maiores que este são possíveis, eles se tornam mais raros com o aumento do raio. Usando um modelo baseado em um trabalho recente de Torres et al. (ver ‘Habitable Planet Reality Check: 8 New Habitable Zone Planets’), estimo que haja algo como 40% de chance de que Kepler 452b com um raio de 1,6 RE seja um planeta rochoso. Isso é um pouco menos do que a frequente afirmação de ‘superior a 50%’ de chance encontrado em relatos da mídia.

“Infelizmente, a chance de que Kepler 452b seja um planeta terrestre pode não ser tão boa como até 40%. Um trabalho recente de Dawson et al. sugere fortemente que planetas com massas maiores que cerca de duas vezes maior do que a da Terra (ou 2 ME, que teriam um raio de cerca de 1,2 RE, assumindo uma composição de massa como a da Terra), que orbitam estrelas com alta metalicidade, são mais propensos a ser mini Netunos. Isso ocorre porque estrelas com metalicidade mais elevada tendem a ter mais material sólido disponível para formar embriões planetários mais rapidamente, tornando mais provável para eles adquirir algum gás diretamente do disco protoplanetário antes que ele se dissipe. Estrelas com mais baixa metalicidade tendem a formar embriões planetários mais lentamente e podem não atingir o limiar requerido 2 ME massa, rápido o suficiente para começar a adquirir mais do que vestígios de gás antes do que já se dissipou a partir do disco. Apenas 1% ou 2% da massa total de um planeta de hidrogênio e hélio é suficiente para inchar seu raio observado e torná-lo um mini Netuno. Com uma relação de ferro para hidrogênio cerca de 60% maior do que o Sol, Kepler 452 tem metalicidade um pouco maior do que o Sol, aumentando as chances de que Kepler 452b seja um mini Netuno.”

A tendência geral nesses dados faz com que o nosso sistema solar pareça altamente incomum, e pelo que sabemos até agora, Kepler 452-B provavelmente não é habitável. A alegação de Schweitzer pelo back-of-the-envelope calculation (um cálculo aproximado, um palpite) até bilhões de planetas como a Terra, evidentemente agradou os editores do Huffington Post. Assim como a ciência, isso é menos do que convincente.

(Texto traduzido por Everton Fernando Alves, diretor de ensino do Núcleo Maringaense da Sociedade Criacionista Brasileira [NUMAR-SCB] a partir do original publicado em Evolution News and Views, escrito por Casey Luskin. Disponível aqui)