Com que frequência a vida surge no universo?

Desde a década de 1960, a Equação de Drake é usada para tentar prever o número de civilizações alienígenas com transmissores de rádio na Via Láctea. Nessa mesma linha, uma nova fórmula busca estimar com que frequência a vida surge no cosmos — um cálculo que pode nos ajudar a descobrir qual é a probabilidade de termos companhia no universo.

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A nova equação foi desenvolvida por Caleb Scharf, do Centro de Astrobiologia da Universidade Columbia, e por Leroy Cronin, da Escola de Química da Universidade de Glasgow. Ela é um início promissor para determinar as chances de vida fora do nosso planeta.

Os pesquisadores esperam que a fórmula, descrita na edição mais recente da revista Proceedings of the National Academy of Sciences, encoraje o estudo dos fatores que se relacionam com o surgimento da vida. Ou seja, eles querem que a equação seja usada para prever com que frequência acontece a abiogênese — o surgimento de vida a partir de matéria não-viva.

Equação de Drake

Em 1961, o astrônomo Frank Drake criou uma fórmula para estimar o número de transmissores de rádio alienígenas ativos na galáxia. A fórmula continha diversos valores desconhecidos, como a frequência média de surgimento de estrelas, o número médio de planetas que potencialmente abrigariam vida, a fração dos planetas que realmente desenvolveria vida inteligente, e por aí vai. Ainda não temos uma resposta para a Equação de Drake, mas estamos, aos poucos, preenchendo essas lacunas. O vídeo abaixo, em inglês, explica como ela funciona:

Nova fórmula

A nova equação, criada por Scharf e Cronin, funciona de forma semelhante à Equação de Drake, mas não é uma tentativa de substituí-la. A intenção é, na verdade, mergulhar no maior problema da abiogênese.

Essa é a fórmula:

Onde:

• N_abiogenesis (t) = Probabilidade da ocorrência de eventos que originam vida
• N_b = Número de elementos que potencialmente constituem vida
• N_o = Média de elementos constitutivos por organismo ou sistemas bioquímicos significantes
• f_c = Disponibilidade fracionária de elementos constitutivos durante o tempo t
• P_a = A probabilidade de composição por unidade de tempo

Parece complicado, mas na verdade é uma fórmula simples. A equação basicamente diz que a probabilidade de a vida surgir em um planeta depende da quantidade de elementos químicos que possam sustentá-la – os chamados “elementos constitutivos”.

Por elementos constitutivos, os pesquisadores se referem aos químicos básicos necessários para o surgimento de vida. Podem ser pares de base de DNA/RNA ou aminoácidos. Pode ser também qualquer molécula ou material disponível no planeta capaz de gerar vida a partir de reações químicas.

Especificamente, a equação afirma que as chances de a vida surgir em um planeta depende do número de elementos constitutivos potencialmente existentes, o número de elementos constitutivos disponíveis, o número de elementos constitutivos necessários para produzir uma dada forma de vida, e a probabilidade deles realmente formarem vida.

Além de identificar os pré-requisitos químicos para a existência de vida, a equação busca determinar a frequência com que as moléculas reprodutivas emergem. Na Terra, a abiogênese foi caracterizada no momento que o RNA surgiu. Foi um passo crítico seguido pelo surgimento de vida unicelular com estrutura simples (procariontes), e depois de vida unicelular com estrutura complexa (eucariontes).

“Nossa abordagem relaciona a química nos planetas com as possibilidades de surgimento de vida — e isso é importante agora que estamos encontrando diversos sistemas solares com vários planetas”, disse Cronin ao Gizmodo. “Por exemplo, achamos que o fato de existir um planeta menor por perto — como Marte — foi importante para o surgimento de vida na Terra. Marte esfriou mais rápido do que o nosso planeta, gerando assim alguma reação química que se transportou, ajudando a dar o ‘pontapé inicial’ da química por aqui.”

De fato, a compreensão de que os planetas não podem ser estudados isoladamente é uma das maiores contribuições da pesquisa. Como notou Cronin, uma troca de materiais entre a Terra e Marte pode ter contribuído para o surgimento de vida por aqui. O estudo sugere que a transferência de elementos constitutivos entre planetas pode aumentar as chances do surgimento de vida.

Estamos mais perto de saber a quantidade de vida que existe no universo?

“Essa é uma pergunta difícil de responder” disse Cronin. “O que o nosso trabalho sugere é que os sistemas solares com mais de um planeta podem ser excelentes candidatos a estudos mais aprofundados — de fato, a mensagem final é para nos concentrarmos em sistemas com vários planetas e ver se algum deles parece ‘vivo’.” Cronin diz que deveríamos buscar por sinais de atmosferas em mudança, química complexa ou pelo menos indícios de complexidade e traços de variações climáticas que poderiam ser causadas por organismos biológicos.

Ainda não temos evidências empíricas o suficiente para completar a equação de Scharf e Cronin, mas isso pode mudar no futuro. Nas próximas décadas poderemos utilizar o Telescópio James Webb e o TESS para chegar a esses valores.

[Proceedings of the National Academy of Sciences]

Imagem do topo: arte conceito do Kepler-186f, um planeta parecido com a Terra que pode ter os ingredientes químicos necessários para a vida. (NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech)