Em busca de vida extraterrestre: o roxo pode ser o novo verde

No nosso planeta Terra, a cor verde significa vida, ligada à fotossíntese alimentada pela clorofila: pigmento verde presente em todas as plantas terrestres e marinhas e em algumas bactérias, essencial para transformar a energia luminosa em energia química e tornar a vida possível.

Mas e se estivermos procurando a cor errada e a “cor da vida” nos exoplanetas não for verde? Um grupo de pesquisadores da Universidade Cornell, em Ithaca (Nova York), descobriu que o tom púrpura (da gama das violetas e roxos) pode ser uma cor chave para a busca por vida.

Algumas bactérias na Terra já utilizam luz infravermelha para realizar o processo de fotossíntese, e contêm pigmentos roxos. Isso poderia acontecer em grande escala e completamente em outros mundos.

Roxo pode ser o novo verde para outros mundos

Um planeta semelhante à Terra orbitando outra estrela poderia ter uma aparência muito diferente, coberto por bactérias que recebem pouca ou nenhuma luz visível ou oxigênio. Isto já acontece em algumas pequenas áreas do nosso planeta e, em vez disso, utilizam radiação infravermelha invisível para aumentar a fotossíntese.

Em vez de verdes, muitas destas bactérias na Terra contêm pigmentos púrpuras, e os mundos púrpuras em que são dominantes produziriam uma "assinatura luminosa" distinta, detectável pelos telescópios terrestres e espaciais da próxima geração, relatam os cientistas da Universidade Cornell.

“As bactérias roxas podem prosperar numa vasta gama de condições, tornando-as num dos principais candidatos à vida que poderá dominar uma variedade de mundos” - Lígia Fonseca Coelho.

A pesquisa foi publicada recentemente na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, e tem como autora principal Lígia Fonseca Coelho, especialista em Bioengenharia e Astrobiologia no Departamento de Astronomia da Universidade Cornell e associada do Instituto Carl Sagan (CSI).

Banco de dados de cores como sinais de vida

"Precisamos criar uma ‘base de dados de sinais de vida’ para garantir que os nossos telescópios não deixarão de detectar vida em exoplanetas só porque não se parece exatamente com o que encontramos à nossa volta todos os dias", disse Lisa Kaltenegger, coautora do estudo, diretora do CSI e professora de astronomia na Faculdade de Artes e Ciências da Universidade Cornell.

Os observatórios planejados, como o Extremely Large Telescope e o Habitable Worlds Observatory, irão explorar a composição química destes mundos nas zonas habitáveis das suas estrelas, onde as condições são propícias à existência de água líquida na superfície, e irão analisar a sua composição.

Usando a vida na Terra como guia, a equipe multidisciplinar de cientistas do CSI está catalogando as cores e assinaturas químicas que uma ampla gama de organismos e minerais apresentariam na luz refletida de um exoplaneta.

O estudo das bactérias de cor púrpura

O que é conhecido coletivamente como bactérias púrpuras, na verdade, tem uma gama de cores, incluindo: amarelo, laranja, marrom e vermelho, devido a pigmentos relacionados àqueles que tornam o tomate vermelho e a cenoura laranja, por exemplo. Elas prosperam com luz vermelha ou infravermelha de baixa energia, usando sistemas de fotossíntese mais simples que usam formas de clorofila que absorvem infravermelho e não produzem oxigênio.

Elas provavelmente prevaleceram na Terra primitiva antes do advento da fotossíntese do tipo vegetal, disseram os pesquisadores, e poderiam ser particularmente adequadas para planetas que orbitam estrelas anãs vermelhas mais frias, o tipo mais comum em nossa galáxia.

“Na Terra, as bactérias púrpuras já prosperam em certos nichos. Imagine se elas não estivessem competindo com plantas verdes, algas e outras bactérias: um sol vermelho poderia proporcionar-lhes as condições mais favoráveis para a fotossíntese” - disse Lígia Fonseca Coelho.

Para o estudo, os cientistas coletaram e cultivaram amostras de mais de 20 bactérias roxas sulfurosas e não sulfurosas que podem ser encontradas em uma variedade de ambientes na Terra, desde águas rasas, litorais e pântanos até fontes hidrotermais de águas profundas. Eles coletaram algumas amostras de um lago no campus de Cornell, nas águas de Cape Cod durante o verão, e de culturas de laboratório mantidas por colaboradores de outras universidades.

Depois de medir os biopigmentos e as impressões digitais claras das bactérias roxas, os pesquisadores criaram modelos de planetas semelhantes à Terra com diferentes condições e cobertura de nuvens. Em uma variedade de ambientes simulados, as bactérias roxas tanto úmidas quanto as secas produziram assinaturas biológicas de cores intensas.

"Quer as bactérias roxas prosperem na superfície de uma Terra congelada, num mundo oceânico, numa Terra bola de neve ou numa Terra moderna orbitando uma estrela mais fria, agora temos as ferramentas para procurá-las", disse Coelho.

A detecção de um “ponto violeta pálido” em outro sistema solar desencadearia observações intensivas do planeta para tentar descartar outras fontes de cor, como minerais coloridos, que o CSI também está catalogando.

Alienígenas verdes ou violetas?

Kaltenegger, autor do próximo livro "Terras alienígenas: a nova ciência da caça de planetas no Cosmos", disse que detectar vida é tão difícil com a tecnologia atual que se até mesmo organismos unicelulares fossem encontrados em um só lugar, isso sugeriria que a vida deve estar espalhada pelo cosmos. Isso revolucionaria a forma como pensamos sobre a velha questão: estamos sozinhos no Universo?

"Estamos apenas abrindo os olhos para estes mundos fascinantes que nos rodeiam", comentou Kaltenegger. "As bactérias roxas podem sobreviver e prosperar numa variedade tão grande de condições que é fácil imaginar que, em muitos mundos diferentes, o roxo pode ser simplesmente o novo verde".

Referência da notícia:

Coelho, L. F. et al. Purple is the new green: biopigments and spectra of Earth-like purple worlds. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, v. 530, n. 2, 2024.