Bilhões de planetas na zona habitável

Salvador Nogueira

Para cada estrela no Universo, deve haver entre um e três planetas em sua zona habitável — a região nem muito quente, nem muito fria, que permite a presença de água em estado líquido na superfície. É basicamente a condição essencial para a existência de vida. Apenas na Via Láctea, a nossa galáxia, são cerca de 200 bilhões de estrelas. Faça as contas e pare para pensar no que isso significa, só por um instante.

O sistema Kepler-62 é um dos casos conhecidos em que dois planetas ocupam a zona habitável. Combinação deve ser comum no Universo. (Crédito: Nasa)
O sistema Kepler-62 é um dos casos conhecidos em que dois planetas (um deles visto como um ponto brilhante ao fundo) ocupam a zona habitável em torno de uma estrela similar ao Sol. Caso deve ser comum no Universo. (Crédito: Nasa)

Pensou? Agora vamos em frente. A estimativa extraordinária acaba de ser apresentada por um trio de astrônomos na Austrália e na Dinamarca, aliando alta tecnologia do século 21 — dados do satélite Kepler — a ciência do século 18.

É isso mesmo que você leu. Ciência do século 18. Faz algum tempo que os astrônomos Charley Lineweaver e Timothy Bovaird, da Universidade Nacional Australiana, andam brincando com um conceito conhecido como a relação de Titius-Bode. Ela foi descoberta em 1766 por Johann Titius e popularizada por Johann Bode em 1772, numa época em que apenas um sistema planetário era conhecido: o nosso. A dupla notou que as órbitas dos planetas pareciam obedecer a uma regra matemática simples.

(Você se interessa pelo tema busca por vida extraterrestre e deseja se aprofundar no assunto? Dê uma olhadinha nisto aqui!)

Olhe para esta sequência de números:

0, 3, 6, 12, 24, 48, 96, 192, 384…

À exceção dos dois primeiros, todos os outros são o dobro do anterior. Baba. Agora, mais uma operação matemática simples. Some 4 a todos eles. Terminamos com:

4, 7, 10, 16, 28, 52, 100, 196, 388…

Agora divida tudo por dez. E eu juro que esta é a última conta que você vai precisar fazer aqui hoje. Pois agora, como num truque de mágica, você pode usar esta sequência para prever as distâncias médias que cada um dos planetas do nosso Sistema Solar guarda do Sol, em unidades astronômicas (UA). Uma unidade astronômica é, por definição, a distância média da Terra ao Sol, cerca de 150 milhões de km. Mas veja como (quase) tudo se encaixa.

Planeta Distância T-B (UA) Distância real (UA)
Mercúrio 0,4 0,39
Vênus 0,7 0,72
Terra 1,0 1,00
Marte 1,6 1,52
Ceres (cinturão de asteroides) 2,8 2,77
Júpiter 5,2 5,20
Saturno 10,0 9,54
Urano 19,6 19,20
Netuno 38,8 30,06

Note que, quando Titius e Bode primeiro revelaram essa estranha coincidência, a posição entre Marte e Júpiter estava vazia, e o último planeta conhecido era Saturno. Não só Urano, descoberto em 1781, seguia bem de perto a tal regra, como o astrônomo Giuseppe Piazzi encontraria, em 1801, o planeta anão Ceres (feito famoso recentemente pela espaçonave Dawn) bem onde a singela relação matemática sugeriria a possível presença de alguma coisa.

Acabou que eram algumas coisas — havia um cinturão de asteroides inteiro naquele espaço, o que roubou parte da magia da previsão. E Netuno, o oitavo planeta, descoberto em 1846, também não seguia de perto a regra, o que acabou levando os astrônomos a tratá-la como nada mais que uma grande, enorme, imensa coincidência.

SÓ QUE NÃO
Lineweaver e Bovaird parecem determinados a reabilitar a velha relação, usando para isso os planetas fora do Sistema Solar. Em 2013, o Mensageiro Sideral descreveu um trabalho da dupla que demonstrava que uma versão genérica da regra de Titius-Bode (em que os parâmetros iniciais e de multiplicação variam) parecia se encaixar incrivelmente às arquiteturas dos sistemas multiplanetários descobertos até então.

À moda dos astrônomos do século 18, os australianos então usaram os espaços “vazios” indicados pela regrinha para “prever” a existência de 141 exoplanetas ainda não descobertos em sistemas previamente estudados.

Em seguida, outros astrônomos foram procurá-los, fuçando nos dados públicos do satélite Kepler, o caçador de planetas da Nasa. De 97 planetas previstos pela dupla da Austrália, Chelsea Huang e Gáspár Bakos, da Universidade de Princeton, puderam encontrar apenas cinco. E um sexto que parecia estar ligeiramente no lugar errado, a julgar pela previsão. Na opinião deles, uma confirmação de só cinco planetas, em meio a 97, é muito pouco para redimir a relação de Titius-Bode. “A taxa de detecção está aquém do limite inferior do número esperado, o que indica que o poder de previsão da relação de Titius-Bode é questionável”, escreveram.

Ainda assim, o fato de que cinco planetas candidatos foram descobertos desse modo e estavam todos onde a regrinha sugeria que deveriam estar ainda deixa uma ponta de dúvida (sobretudo porque o sexto, que não obedeceu à relação, se mostrou bem esquisito). Por isso, Lineweaver e Bovaird voltaram à carga, aliados a Steffen Jacobsen, da Universidade de Copenhague.

VIÉS DE SELEÇÃO
O novo estudo leva em conta uma amostra ainda maior de sistemas multiplanetários descobertos, mas que parecem “incompletos”, a julgar pela relação de Titius-Bode. E analisa os achados de Huang e Bakos sob a perspectiva de qual deveria ser a taxa de sucesso esperada, chegando à conclusão de que era mais ou menos isso mesmo: 5% das previsões. Afinal, há várias limitações de tamanho dos planetas e de alinhamento dos sistemas que impedem a detecção da maior parte dos planetas “perdidos”.

“Eu considero a detecção de 5% uma evidência de apoio interessante para nossas previsões, porque é isso mesmo que se deveria esperar”, disse Lineweaver ao Mensageiro Sideral. “Também é importante considerar o fato de que todos os outros pesquisadores que estão analisando os sistemas multiplanetários do Kepler sem usar nossas previsões só conseguiram achar dois novos exoplanetas, e esses dois também são consistentes com nossas previsões.”

Na nova lista, os astrônomos foram mais cautelosos, limitando-se a sistemas cuja inclinação favoreça mais a detecção dos planetas “previstos”. No total, eles apresentam 228 mundos “perdidos” em torno de 151 estrelas e fazem uma afirmação ousada, ao prever a taxa desses planetas que deve ser encontrada numa análise mais cuidadosa dos dados brutos do Kepler: 15%.

120 BILHÕES DE TERRAS?
O que nos leva de volta ao começo da história. Se Lineweaver e seus colegas estiverem certos, e a relação de Titius-Bode for mesmo uma boa pista de como se configuram as arquiteturas dos sistemas planetários, juntando as descobertas já confirmadas do Kepler às previsões, cada estrela deve ter em média entre um e três planetas na zona habitável de sua estrela. E logo saberemos se isso está mesmo certo, porque os astrônomos australianos já estão mais uma vez fuçando os dados do satélite em busca das confirmações — e elas devem ser representativas do estado geral dos planetas em toda parte.

“Nosso resultado de um a três planetas é baseado somente nos sistemas descobertos pelo Kepler. Contudo, baseando-nos nas formas mais plausíveis de corrigir os efeitos de seleção do satélite, a evidência favorece fortemente a ideia de que todas as estrelas têm sistemas planetários e que esses sistemas são provavelmente quase todos multiplanetários. Fingir que tudo que o Kepler é capaz de ver é tudo que existe é irrealista.”

O argumento de Lineweaver faz todo sentido. Para detectar planetas, o sistema precisa estar de tal modo alinhado que esses mundos passem periodicamente à frente de suas estrelas com relação ao satélite. Como esses alinhamentos se distribuem aleatoriamente, sabemos que o Kepler só é capaz de, na melhor das hipóteses, detectar 5% dos sistemas existentes numa dada região do céu, e mesmo assim só a poucos milhares de anos-luz de distância. Ou seja, tudo de fascinante que foi descoberto pelo satélite até agora representa 5% do que existe naquela pequena região do céu, e só nas vizinhanças mais próximas do Sistema Solar.

Importante ressaltar que a relação de Titius-Bode não diz nada sobre o tamanho dos objetos que ocupam as faixas indicadas. O que significa dizer que nem todos os planetas presentes na zona habitável de suas estrelas serão rochosos, como a Terra. Em seu novo artigo, publicado no periódico “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”, Lineweaver e seus colegas estimam que um terço desses mundos sejam de fato rochosos (com no máximo 1,5 diâmetro terrestre). Ainda assim, quando você multiplica 2 (média de planetas por sistema) por 0,3 (percentual de planetas rochosos) por 200 bilhões (estimativa do número de estrelas na Via Láctea), terminamos com nada menos que 120 bilhões de mundos similares em composição à Terra e posicionados numa região do sistema planetário compatível com a presença de água líquido — requisito essencial para a vida.

É um pensamento tão assustador quanto encantador. Como não perder algum tempo refletindo sobre esses números e imaginando a incrível variedade de sistemas existentes lá fora? A cada momento descobrimos algo incrível sobre os diversos mundos que orbitam o nosso Sol, aqui no quintal de casa. Imagine isso multiplicado por centenas de bilhões, só para a nossa Via Láctea. E então imagine centenas de bilhões de galáxias como a nossa. Este é o Universo em que vivemos. Não dá para não se apaixonar. E tenho certeza de que Titius e Bode teriam ficado encantados com tudo isso, estivessem aqui conosco.

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Comentários

  1. Então será que existe vida em Capela, ou Cocheiro? será que somos capelinos???? tem vida em Capela?????

    1. Capela é um sistema quádruplo, dos quais duas estrelas já se tornaram gigantes vermelhas e duas ainda viverão por muito tempo…

  2. OK. Dúvida técnica, Mensageiro e demais colegas,

    a função matemática (simples) apresentada por Titius e Bode é baseada, obviamente, na vivência do nosso sistema solar: 0.4, 0.7, 1.0, 1.6 etc. Unidades Astronômicas (ou 150 x 10E6 km). A nossa escala de distância entre os planetas do nosso sistema não é altamente dependente da massa do nosso sol (tipo G2)???
    Para aplicar uma escala similar em outros sistemas não teríamos que recalcular os intervalos de planetas de acordo com a massa daquela estrela??

    …Dúvida total agora…

    Para variar, ótimo posto, Mensageiro! 🙂

    1. Ricardo, note que os pesquisadores usam uma regra “genérica” do Titius-Bode, ou seja, a escala e os fatores são variáveis (adaptando-se a cada sistema), mas a fórmula de proporcionalidade é mantida.

  3. Façamos o homem à nossa imagem, conforme a nossa semelhança” (Gênesis 1:26).
    Respondo aqui a um não douto, conforme o Aurélio.
    Imagem:Representação de pessoa ou coisa.
    Semelhança: à semelhança de: de maneira idêntica ou análoga a; da mesma forma.
    Claro que para criacionistas, que adoram deturpar conceitos, imagem não é reflexo e semelhança não significa igualdade. É assim que raciocinam com relação à Evolução.
    Quanto ao paradoxo de Fermi, a ausência de extraterrestres se explica por um fato muito simples: o grande abismo interestelar que separa as estrelas. Uma viagem, mesmo à velocidade da luz, implica uma tecnologia que esbarra no aumento da massa para atingir tal velocidade que a torna impraticável. Então ausência de evidência não é evidência de ausência. Mas tais questões não são abordadas em Oxford. Oh My God!

  4. sera que tem como desapaixonar? pois esta minha paixão por astronomia , esta me deixando louco.

  5. Salvador, eu também penso o mesmo de Titius e Bode.
    O duro mesmo nesta história de procurar vida fora do nosso sistema solar, na minha visão não é se existe ou não, penso que existiu e sempre irá existir em algum lugar. Pensa alguém a uns tantos milhões de anos luz da Terra e seguindo a premissa…localizam o Sol, passam a analisar os planetas da zona habitável e bingo! Bingo nada, o que eles verão? a terra nos seus primórdios inabitável, ou a Terra já como Marte? o duro mesmo na minha opinião é acertar o timing e achar uma maneira de viajar acima da velocidade da luz…do contrário tudo vai sempre ser um sonho nosso e deles.

    1. Não estão! O paradoxo de Fermi é uma constatação absolutamente lógica, um raciocínio límpido que fulmina completamente a absurda tese de “civilizações extraterrestres”. Mas essa gente que caça marcianos é teimosa, não se convence com a Lógica Cartesiana.

      Os mais lúcidos já reconhecem que se encontrarem vida lá fora, será num nível tão microscópico e insignificante que não valerá a pena nem ter sido descoberta…

        1. Usei apenas o “nome de fantasia” do brilhante raciocínio de Fermi. Afinal, todos o conhecem mesmo como o “paradoxo de Fermi”. Mas, para mim, o argumento é absolutamente natural. Eu mesmo já havia chegado a conclusões semelhantes utilizando outros métodos…

          2. Acho curioso o modo como algumas pessoas selecionam apenas os argumentos que confirmam suas crenças, ignorando todos os outros que muitas vezes são mais plausíveis, mas de alguma forma contradizem aquilo em que acreditam.

            Engraçado também como esta mesma regra aplica-se a textos religiosos, onde os crentes escolhem seguir apenas as partes que lhes interessam, e relevam as milhares de contradições e falácias que permeiam todas as religiões do mundo.

          3. aquele medo, escondido nas profundezas do ser messiânico, de deixar de acreditar nas suas convicções mais profundas, enquanto o GONG da realidade vem se aproximando cada vez mais ao ler o Mensageiro Sideral…

            assustador!

      2. Apolinário, a esperança é a última que morre. A hipótese é que, sendo o universo todo feito dos mesmos materiais que existem no nosso sistema solar, é possível que neles haja vida de algum tipo.

        Falta a comprovação, mas o ser humano está se habilitando cada vez mais a conseguir essa comprovação.

        E eu penso o seguinte: digamos que em dez anos os dados obtidos mostrem com alta probabilidade a existência de vida num determinado planeta extrassolar. Mesmo com probabilidade alta, haverá uma discussão por décadas, séculos, sobre os resultados, pois estaremos longe demais para verificar in loco a situação.

        Se ainda hoje tem gente que duvida da descida do homem na Lua, imagine uma conclusão dessas!

  9. Salvador quanto ao Apolinário – se é que alguém tem um nome desses – seu objetivo é o de polemizar. Nada acrescenta, só critica. Seu mundinho é o do século XV. Geocentrismo e Jerusalém como umbigo do mundo. E claro, a esfera das estrelas fixas. Ah! Sim. O homem criado à imagem e semelhança de Deus. Aliás se somos semelhantes a ele, eu pergunto: deve ser um mamífero, não? Foi amamentado quando criança e claro, deve possuir órgãos genitais. Com umbigo, claro; lembrança do cordão umbilical da mãe. Abraços.

    1. kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk
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      é uma conclusão lógica

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    2. Humildemente, solicito às doutas sabedorias que não confundam “imagem e semelhança” com “igualdade”: pessoas sem altos estudos mas providas de bom senso isso percebem.

      1. Mas é assim que Deus é representado em imagens: um velhinho… Quando poderia ser uma velhinha, certo?

      1. Só para esclarecer, “Radoico” é meu nome mesmo. Por mais estranho que seja no Brasil, não é tão estranho na Europa oriental.

  10. Caro Salvador, se me permite uma sugestão, seria interessante publicar todos os artigos num livro. Muitos divulgadores de ciência fazem isso, principalmente no hemisfério norte. Pense a respeito. Com as ilustrações e o texto seria uma publicação e tanto.

  12. Salvador, não sou professor da área de exatas, e nem tenho muita aproximação com cálculos, porém essa pequena fórmula foi bem fácil de ser entendida e empregada para um leigo em matemática. Alunos constantemente me perguntam se eu acredito que exista vida fora de nosso planeta, e normalmente respondo da seguinte forma: Vida é provável, vida humanoide bem pouco provável, vida humanoide inteligente “praticamente” impossível. Gostaria de sua opinião.

    1. Eu inverteria a ordem das proposições: Vida é provável, vida inteligente bem menos provável (mas ainda bem possível), vida inteligente humanoide praticamente impossível. 😉

  13. Me desculpem, mas achei a “descoberta” uma bobagem monumental. Ora, dado o gigantismo do nosso Universo e se fosse outra regrinha na sequência, teríamos também uma enormidade de sistemas solares (com planetas de composição similar à da Terra) que se encaixariam nela. Quem garante que não poderia haver vida nesses sistemas? A história toda parece muito mais um chute meio bobo.

    1. Eu discordo. Acho que você ter um mecanismo que te ajuda a prever planetas e encontrá-los numa segunda peneirada dos dados muito útil, ainda que não se extrapolasse para estimar quantos planetas na zona habitável existem por sistema.

    2. Caro José! Vou explicar para você o que ocorre. O fato é que esses astrônomos “caça-marcianos” possuem um conhecimento de Matemática que beira a infantilidade. O máximo de complexidade matemática que essa gente é capaz de assimilar são coisas equivalentes à uma equação do primeiro grau, uma regra-de três ou progressões aritméticas. A partir daí, é tudo absolutamente incompreensível para eles.

      O seu argumento sobre o gigantismo do Universo é muito bom. Na verdade, é fácil provar que dada QUALQUER sequência numérica finita, vão existir bilhões de sistemas solares com planetas cujas distâncias se encaixam perfeitamente nelas.

      O argumento utilizado pelos astrônomos é realmente patético!

      “Ele nos trouxe a este lugar e nos deu esta terra, terra onde há leite e mel com fartura”

      (Deuteronômio 26:9)

          1. Nah, acho que tava completo mesmo. Mas continue participando do nosso programa. E não se esqueça: quanto mais cartas você mandar, mais chances tem de ganhar! 🙂

          2. Quem realmente ganha são os leitores do blog, que adquirem mais sabedoria toda vez que eu participo!

          4. Uai… não foi aquele cara barbudo, filho do outro que criou tudo em 6 dias, que pregou a humildade? Para um “servo do senhor” o seu orgulho é um tanto petulante.

            Acho que o Apolinário “Claudia” Messias perdeu o lugar na primeira fileira do céu, ao lado do pai do barbudo.

          5. Apolinário, respeito as suas crenças, mas realmente eu nao adquiro absolutamente nenhuma sabedoria dos seus comentários. De fato, até sinto um pouco de lástima. Nenhum de nós (nao crentes) invade sua igreja para tentar convence-los de que suas ideias sao erradas, por tanto respeite este espaço. Aqui ninguem se interessa pelos seus discursos. Obrigado.

        2. Ok, vou ganhar o Nobel de física. Acabo de desenvolver uma teoria segundo a qual a matéria escura não está espalhada pelo universo e sim concentrada toda no Apolinário. É muito obscurantismo junto…! Só pra contra-atacar vou colocar algumas considerações cientificamente pertinentes nos comentários de videos de pastores e do padre Paulo Ricardo no Youtube!

        3. O Melhor de tudo é que o Apolinário Messias acredita que discute com o Mensageiro no mesmo nível! Apolinário é um mito! Venho sempre ler os artigos do Salvador, tanto para aprender um pouco mais sobre um assunto que me fascina, quanto pra rir dos comentários! Salve, Salvador!

    3. E se as órbitas planetárias obedecerem um padrão semelhante proposto por Niels Bohr para os elétrons orbitando o núcleo atômico (mecânica quântica) ?

      1. O modelo de Bohr explica estados excitados de elétrons como saltos de orbitais. Ache um planeta que salta de órbita e voltamos à comparação. 😉

    1. Não. Modelos atômicos e sistemas planetários só se parecem muito superficialmente. Um é quântico, o outro é clássico, só pra começar. 😉

      1. Fora que a órbita do elétron não é uma elipse num plano… são infinitas elipses, formando uma nuvem eletrônica em torno do núcleo.

        P.S. O círculo é uma elipse de excentricidade zero.

  15. Salvador, li o seu livro EXTRATERRESTRES e gostei muito. Sempre leio os seus artigos. Em relação ao artigo supra tudo leva a crer que há um parâmetro a ser seguido na forma de um sistema planetário. Com relação aos artigos anteriores, mais especificamente, sobre a matéria escura, tenho para mim que a matéria escura está para os corpos celestes assim com o oceano está para os peixes e a atmosfera para nós, ou seja, a matéria escura envolve todos os corpos celestes. Para os corpos pequenos, como uma nave espacial, a matéria escura não lhes oferece resistência, por serem muito pequenos, funcionando como se estivessem no vácuo. O que você acha?

    1. Acho bem provável que a matéria escura esteja mesmo em toda parte. Concordo contigo.

    1. Completemos o “ACHISMO”: “e ainda há gente que ACHA que existe vida inteligente em outros sistemas planetários!

  17. Acho que o Salvador já sabe de alguma coisa (vida extraterreste), e está, aos poucos, passando essas ultimas matérias, para não chocar a galera!

    A conferir!

    1. Nah. Eu fico tão empolgado quanto vocês ao tropeçar em cada uma das novidades, e as trago assim que consigo degluti-las. Você acha que eu escreveria um livro inteiro para ficar defasado em questão de poucos meses? 😛

  18. Veio-me uma dúvida,

    Se a relação de distâncias entre planetas e sua estrela é de acordo com uma função matemática (e eu acho isso plenamente plausível), logo a distribuição de satélites entre os gigantes gasosos também.

    É possível identificar alguma relação com as luas de Júpiter e Saturno mesmo que com margem de erro? Seria mais uma prova que Titius-Bode está correto.

    1. Boa pergunta! Sei que as três luas mais internas de Júpiter estão em ressonância (cada volta de Ganimedes, representa duas voltas de Europa e quatro de Io), mas não sei como Calisto se encaixa. Em Saturno, sei menos ainda.

    3. Olhe para esta sequência: 2;4;8;16. Some 2 a todas elas, ficando: 4,6,10,18. Agora multiplique por 100 e temos 400;600;1000. 1800. Teremos em milhares de km, as órbitas das luas de Galileu de Júpiter descobertos em 1610.
      Io= 421,7;Europa = 671,0;Ganímedes=1070,4;Calisto=1882,7. E , assim, temos a regra de Diógenes Tupiniquim para satélites de planetas classe Júpiter. Quem fez isto tudo, gostava muito de matemática!!!!

      1. A matemática apenas reflete a proporção natural entre massa, energia, campos gravitacionais, enfim, as propriedades da matéria e energia. É um instrumento descoberto pelo homem na natureza, uma ferramenta para análise dos fenômenos.

      2. Hmmm…. Creio que isso responde parte da minha dúvida que postei.
        Teríamos que modificar a escala para cada situação-estrela, pois 1 UA (150 milhões de km) é dependente, obviamente, da massa do nosso sol. Se tivéssemos uma gigante vermelha, por exemplo, a Terra estaria a 1 UA, mas não seriam 150 milhões de km. Correto?

        Abraço, cambada!

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