Notícia

Mikami Environmental Blog

Study indicates potential life on other planets of the Milky Way

Publicado em 28 março 2019

Por Elton Alisson | Agência FAPESP

One of the conditions that allowed the emergence and maintenance of life on Earth is that the planet is geologically active, with earthquakes and volcanoes.

By Elton Alisson | FAPESP Agency *

* Research Support Foundation of the State of São Paulo

Volcanic activity, generated by the movement of tectonic plates on the Earth's mantle (tectonism), makes it possible to recycle gases, such as carbon dioxide, through the mantle, crust, atmosphere and oceans. In this way, it contributes to making the Earth habitable by maintaining the planet's temperature in ideal conditions for the survival of living beings, scientists explain.

A study by researchers at the National Institute for Space Research (INPE) suggests the existence of other rocky planets in the galaxy in which the Earth is located - the Milky Way - with high probabilities of presenting tectonism, which increases the chance of being habitable as well .

The results of the study, supported by FAPESP, were published in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS). The study is attended by researchers from the Institute of Astronomy, Geophysics and Atmospheric Sciences of the University of São Paulo (IAG-USP) and other universities and research institutions in Brazil and abroad.

"We found that there are favorable geological conditions for the emergence and maintenance of life in rocky exoplanets, and that [life] may be scattered throughout the galaxy's disk and originated at any time in the evolution of the Milky Way," he said. Jorge Luis Melendez Moreno, professor at IAG-USP and one of the authors of the study, to Agência FAPESP.

The researchers determined the surface parameters, masses and ages of 53 solar twins, located at different points in the Milky Way. In addition, they analyzed the chemical composition of these twin solar stars - so-called because they have similar surface temperature, gravity and chemical composition as the Sun - in order to evaluate the possibility of other rocky planets around them.

The analyzes were carried out using a spectrograph called HARPS, installed in the 3.6 meter telescope of the La Silla Observatory of the European Southern Observatory (ESO) in Chile. The equipment records the electromagnetic spectrum of "colors" from celestial bodies, from shorter wavelengths (ultraviolet) to longer ones (infrared).

The analysis indicated that the stars present a great abundance of thorium - a radioactive element with unstable isotopes which, when broken, due to the atomic instability, is divided into smaller isotopes that emit energy, a process known as radioactive decay.

The energy released by the decay of unstable isotopes of both thorium and other radioactive elements, such as uranium and potassium, gives rise to the movement of magma (mantle convection) and to the Earth's tectonic activity. Some of the planet's internal heat is a remnant of the primordial heat of Earth's formation, but at least half of the energy is due to radioactive decay.

Thus, the initial concentrations of these radioactive elements in a rocky planet indirectly contribute to the habitability on their surface, especially due to the long decay time, in scales of billions of years, explain the researchers

"The concentrations of thorium in the twin stars indicate that there is a large amount of energy available by the decay of this radioactive element to maintain mantle convection and tectonism on potential rocky planets that may exist around solar twins," said Rafael Botelho, Ph.D. in Astrophysics at INPE and first author of the study.

The initial abundance of thorium in the solar twin was compared with that of iron, silicon - an indicator of the thickness and mass of the convective mantle on rocky planets - and two more heavy elements: neodymium and europium. The measurements indicated that the thorium-silicon ratio in the twin of the Sun increases over time, and has been higher or at least equal to the solar value since the formation of the Earth's galaxy disk.

"There are indications that thorium is also abundant in old solar twins. This means that the Milky Way disk can be full of life, "said André Milone, an Inpe researcher and Botelho research advisor.

The article Thorium in solar twins: implications for habitability in rocky planets, by RB Botelho, A. de C. Milone, J. Melendez, M. Bedell, L. Spina, M. Asplund, L. dos Santos, JL Bean, I Ramirez, D. Yong, S. Dreizler, A. Alves-Brito and J. Yana Galarza, can be read at academic.oup.com/mnras/article-abstract/482/2/1690/5134163?redirectedFrom=fulltext.

Published and sent by Agência FAPESP on March 18, 2019

(Until the next Thursday, April 4, 2019)

* visit our Facebook page / visite a nossa página no Facebook

BIODIVERSIDADE (444)

Estudo indica potencial de vida em outros planetas da Via Láctea

Uma das condições que permitiram o surgimento e a manutenção da vida na Terra é o fato de o planeta ser geologicamente ativo, com terremotos e vulcões.

Por Elton Alisson | Agência FAPESP*

*Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo

A atividade vulcânica, gerada pela movimentação das placas tectônicas sobre o manto terrestre (tectonismo) possibilita reciclar gases, como o dióxido de carbono, através do manto, da crosta, da atmosfera e dos oceanos. Dessa forma, contribui para tornar a Terra habitável ao manter a temperatura do planeta em condições ideais para a sobrevivência dos seres vivos, explicam os cientistas.

Um estudo feito por pesquisadores do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) sugere a existência de outros planetas rochosos na galáxia em que se encontra a Terra – a Via Láctea – com altas probabilidades de apresentarem tectonismo, o que aumenta a chance de também serem habitáveis.

Os resultados do trabalho, apoiado pela FAPESP, foram publicados no Monthly Notices of Royal Astronomical Society (MNRAS). O estudo tem a participação de pesquisadores do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP) e de outras universidades e instituições de pesquisa no Brasil e no exterior.

“Verificamos que há condições geológicas favoráveis para o surgimento e a manutenção da vida em exoplanetas rochosos, e que ela [a vida] pode estar espalhada por todo o disco da galáxia e ter se originado em qualquer época da evolução da Via Láctea”, disse Jorge Luis Melendez Moreno, professor do IAG-USP e um dos autores do estudo, à Agência FAPESP.

Os pesquisadores determinaram os parâmetros superficiais, as massas e as idades de 53 gêmeas solares, situadas em diferentes pontos da Via Láctea. Além disso, analisaram a composição química dessas estrelas gêmeas solares – chamadas assim por terem temperatura, gravidade e composição química superficiais parecidas com as do Sol –, a fim de avaliar a possibilidade de existência de outros planetas rochosos em torno delas.

As análises foram feitas por meio de um espectrógrafo chamado HARPS, instalado no telescópio de 3,6 metros do Observatório de La Silla, do European Southern Observatory (ESO), no Chile. O equipamento registra o espectro eletromagnético de “cores” dos corpos celestes, dos comprimentos de onda mais curtos (ultravioleta) aos mais longos (infravermelho).

As análises indicaram que as estrelas apresentam grande abundância de tório – elemento radioativo com isótopos instáveis que, ao se romper, em razão da instabilidade atômica, se divide em isótopos menores que emitem energia, processo conhecido como decaimento radioativo.

A energia liberada pelo decaimento de isótopos instáveis, tanto de tório como de outros elementos radioativos, como urânio e potássio, dá origem à movimentação de magma (convecção do manto) e à atividade tectônica da Terra. Parte do calor interno do planeta é resquício do calor primordial da formação da Terra, mas pelo menos a metade da energia é devida ao decaimento radioativo.

Dessa forma, as concentrações iniciais desses elementos radioativos em um planeta rochoso contribuem de modo indireto para a habitabilidade em sua superfície, especialmente devido ao longo tempo de decaimento, em escalas de bilhões de anos, explicam os pesquisadores

“As concentrações de tório nas estrelas gêmeas indicam que há uma grande quantidade de energia disponível pelo decaimento desse elemento radioativo para manter a convecção do manto e o tectonismo em potenciais planetas rochosos que possam existir em torno de gêmeas solares”, afirmou Rafael Botelho, doutorando em Astrofísica no Inpe e primeiro autor do estudo.

A abundância inicial de tório nas gêmeas solares foi comparada com as de ferro, silício – um indicador da espessura e massa do manto convectivo em planetas rochosos – e mais dois elementos pesados: o neodímio e o európio. As medidas indicaram que a razão tório-silício em gêmeas do Sol aumenta com o tempo, e que foi maior ou, no mínimo, igual ao valor solar desde a formação do disco da galáxia da Terra.

“Há indícios de que o tório também é abundante em gêmeas solares velhas. Isso significa que o disco da Via Láctea pode estar repleto de vida”, disse André Milone, pesquisador do Inpe e orientador da pesquisa de Botelho.

O artigo Thorium in solar twins: implications for habitability in rocky planets, de R. B. Botelho, A. de C. Milone, J. Melendez, M. Bedell, L. Spina, M. Asplund, L. dos Santos, J. L. Bean, I. Ramirez, D. Yong, S. Dreizler, A. Alves-Brito e J. Yana Galarza, pode ser lido em academic.oup.com/mnras/article-abstract/482/2/1690/5134163?redirectedFrom=fulltext.

Publicado e enviado por Agência FAPESP em 18 de Março, 2019

(Até a próxima Quinta-Feira, 4 de Abril, 2019)