Por Marco Faustino
Apesar de sempre nos perguntarmos de onde viemos, e tentarmos imaginar como será a nossa civilização daqui algumas décadas ou séculos, temos uma única certeza: a vida tal como conhecemos em nosso planeta não é eterna. Nossa casa, a Terra, já passou por profundas mudanças climáticas, e por eventos conhecidos como "extinções em larga escala" ou "extinções em massa". Embora cada pessoa possa atribuir um significado diferente para esses termos, o significado mais comum que pode ser atribuído aos mesmos, seria o decréscimo da biodiversidade através da extinção excepcionalmente elevada de diversas espécies, ou seja, uma redução acentuada na diversidade e da quantidade de seres vivos. Essa perda de diversidade ocorre quando a taxa de extinção é maior que a taxa de especiação, que é basicamente o processo evolutivo pelo qual as espécies vivas se formam. Tudo se torna uma questão de tempo. Um grande meteoro poderia transformar radicalmente nosso planeta em questão de segundos, algo que muitos cientistas acreditam que tenha acontecido há cerca de 66 milhões de anos, quando não apenas os dinossauros, mas grande parte dos seres vivos foram dizimados.
Entretanto, existe algo bem mais silencioso, um verdadeiro símbolo da vida e da morte em nosso Universo, que pode ter sido determinante para que a Terra abrigasse tantas espécies de animais e plantas, assim como o ser humano. Seu nome? Supernova. Parece um termo de outro mundo ou de um programa de TV, não é mesmo? Contudo, uma supernova nada mais é do que a explosão de uma estrela bem grande, com massa superior a 10 vezes a massa do nosso Sol. Essa explosão é carinhosamente apelidada de "a morte catastrófica de uma estrela", e não é a toa. Ao longo dessa postagem iremos explicar de forma bem simplificada e dinâmica sobre isso, porém, nesse momento, tudo o que você precisa saber é que ao "explodir", grande parte da matéria da estrela é projetada para o espaço, ou seja, essas explosões acabam funcionando como os grandes motores das transformações cósmicas. O material literalmente "arremessado" ao espaço irá formar outras estrelas, e até mesmo pode semear outros planetas com elementos necessários à vida: carbono, nitrogênio, oxigênio, ferro, fósforo etc. O problema é que supernovas também são mensageiras da morte, visto que essas explosões geram gigantescas emissões de raios gama (um tipo radiação eletromagnética de alta frequência) em um curto período de tempo (geralmente de alguns segundos ou minutos). Essa onda de radiação "varre" praticamente toda e qualquer vida que esteja "próxima" ou em seu caminho.
Essa ideia de que fenômenos astrofísicos, incluindo emissões de raios gama proveniente de buracos negros e supernovas, possam ter influenciado consideravelmente a vida na Terra ao ponto de afetar a evolução dos seres vivos, já existe há algum tempo. Porém, desde abril desse ano, quando uma série de estudos científicos publicados na revista científica Nature e na Science apresentou evidências de que houve duas supernovas bem "próximas" de nosso, planeta que ocorreram entre 8,7 a 1,7 milhão de anos atrás, os cientistas imediatamente começaram a discutir os potenciais impactos no clima e na biologia da Terra. Agora, a hipótese de que realmente pode ter havido um impacto maior do que se imaginava ganhou força através de um estudo de modelagem computacional, que estimou o quanto de radiação nosso planeta pode ter recebido devido a essas supernovas, e o possível cenário diante dessa situação. Não fiquem assustados com os termos, pois será bem fácil de entender! Vamos saber mais sobre esse assunto?
Supernova - A Morte Catastrófica de uma Estrela e a Prefácio da Vida e da Morte no Universo
Imagine em sua mente o nosso Sol, imaginou? Nossa estrela é basicamente uma imensa bola de hidrogênio transformando-se em hélio por fusão nuclear, "queimando" constantemente cerca de 600 toneladas desse hidrogênio por segundo. Porém, algum dia, daqui alguns bilhões de anos, o nosso Sol irá ficar sem o seu principal combustível, o hidrogênio, e essa nem é a pior notícia. Para tentar sobreviver, o Sol começará a queimar o que estiver disponível, inclusive o hélio, e a pressão de dentro para fora será tão grande que obrigará a estrela a expandir suas camadas externas, se tornando uma "Gigante Vermelha". E olha que esse nome não é "modo de dizer". O Sol pode "crescer" ao ponto de alcançar a órbita de Marte. Simplificando, planetas como Mercúrio, Vênus e nossa querida e amada Terra simplesmente seriam "engolidos" pela nossa própria estrela. Essa ainda não é a pior notícia, uma vez que nenhum ser humano, se é que essa definição ainda existiria daqui a bilhões de anos, veria isso acontecer.
A cada 1 bilhão de anos, o Sol se torna cerca de 10% mais quente. Só isso bastaria para fazer boa parte dos oceanos evaporar. Some alguns bilhões de anos a essa conta, e as nuvens ficariam tão pesadas que armariam um efeito estufa parecido com o de Vênus, onde o calor mal consegue escapar, deixando o planeta tórrido. De qualquer forma, toda a água líquida já teria fervido, e a temperatura terrestre, estaria em um ponto adequado para derreter o chumbo, ou seja, a vida tal como conhecemos já teria sido dizimada muito antes do nosso planeta ser engolido pelo Sol. A Terra até pode sobreviver, mas jamais voltaria a ser azul. Depois desse caos cósmico, o Sol não aguentaria o seu próprio tamanho, e acabaria se contraindo violentamente, até virar uma estrela do tipo "Anã Branca", que ironicamente não é maior que a Terra. Assista ao vídeo abaixo, que exemplifica bem o que acabamos de dizer (em inglês):
Entretanto, existe um cenário catastrófico se imaginarmos uma estrela com uma massa superior a 10 vezes a massa do nosso Sol. Quando o hidrogênio de uma estrela bem maior do que a nossa acabar, e ela começar a se expandir para virar uma "Gigante Vermelha", ela corre o risco de explodir. Essa explosão é uma supernova. A luminosidade de uma supernova é gigantesca. Em seu pico, que ocorre pouco tempo depois de seu aparecimento, a luminosidade pode atingir o aspecto de centenas de bilhões de sóis, e a sua luminosidade pode simplesmente ofuscar toda uma galáxia durante semanas. Até hoje, foram observadas em nossa galáxia apenas 4 supernovas: em 1054, 1572, 1604 e 1987. Além dessas, os astrônomos acreditam que houve cerca de 11 explosões na Via Láctea nos últimos 20.000 anos, sempre em locais inobserváveis devido à poeira interestelar.
Veja o vídeo abaixo (em inglês), que na verdade é uma animação criada pela NASA, tendo em vista a explosão de uma estrela supergigante vermelha que era 500 vezes maior, e 20.000 vezes mais brilhante do que o nosso Sol, que foi registrada pelo telescópio espacial Kepler em 2011, mas só foi analisada e revelada mais recentemente, em março desse ano. A estrela que "terminou sua vida" como supernova foi batizada de "KSN 2011d", e estava localizada a 1,2 bilhão de anos-luz do nosso planeta. Curiosamente, a onda de choque proporcionada por ela durou apenas 20 minutos.
Segundo Augusto Damineli, astrônomo do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP (IAG-USP), em entrevista para o Caderno de Ciência e Tecnologia, do Portal Unisanta Online, em março de 2007, quando uma supernova explode, uma "chuva" intensa de raios cósmicos (radioatividade) queima tudo o que está em um raio de mil anos-luz de distância (9.500.000.000.000.000 de km, ou seja, nove quatrilhões e meio de quilômetros). Porém, essas explosões são as grandes responsáveis pelo surgimento da vida no universo, visto que essas estrelas produzem átomos de ferro, oxigênio, entre outros elementos. Elas fazem a "alquimia da matéria cósmica". Simplificando? Somos feitos, em grande parte, de matéria proveniente das supernovas.
Para nossa sorte, segundo a NASA, não há nenhuma estrela em nossa "vizinhança" que possa virar uma supernova. Caso Alfa Centauro, a estrela que fica mais próxima de nós (4,3 anos-luz) se tornasse uma supernova, o que é muito pouco provável de acontecer, teríamos cerca 4,3 anos para observar esse "espetáculo" se propagar pelo céu. Após esse período, nossos ossos seriam esmagados tão rapidamente que não sentiríamos absolutamente nada.
Todavia, não estar em nossa vizinhança não significa muita coisa, visto que existe um monstro estelar em nossa galáxia: a estrela dupla Eta Carinae, um sistema com mais de 150 vezes a massa do Sol, e que está a cerca de 7.500 anos-luz de distância da Terra. Parece longe, mas não é tanto assim.
De acordo com edição nº 311 da revista Superinteressante, lançada em novembro de 2012, acredita-se que Eta Carinae irá explodir como uma hipernova, uma espécie de supernova "turbinada", que irá emitir 100 vezes mais energia do que uma supernova comum. Quando isso acontecer, o brilho será tão intenso que, durante alguns dias, não haverá noite no Brasil, assim como em todo o Hemisfério Sul. Mais preocupante do que a claridade às 3 horas da manhã, porém, é a intensa radiação gama que será expelida. Conheça um pouco mais sobre o sistema binário de Eta Carinae, em um vídeo realizado pela NASA (em inglês):
"Qualquer planeta que estiver no caminho (direto dos raios gama) terá sua atmosfera ionizada. Isso eliminaria, por exemplo, a camada de ozônio que protege a vida na Terra da radiação ultravioleta", explicou Augusto Damineli, astrofísico do IAG/USP e grande especialista em Eta Carinae.
Além de provocar queimaduras na pele, os raios ultravioletas (UV) oriundos do Sol são particularmente nocivos ao DNA. A exposição prolongada pode causar mutações, que seriam fatais aos seres vivos. Como se não bastasse, a radiação também contribui para a formação de óxido nítrico, gás que consegue refletir boa parte da luz do Sol antes que ela chegue ao solo, ou seja, o planeta mergulharia em um grande resfriamento global. Porém, para que isso aconteça, a "rajada" de raios gama disparada no momento do colapso precisa sair exatamente na nossa direção.
"Felizmente, o eixo de rotação de Eta Carinae, por onde ela dispararia seu 'tiro' de raios gama, está a 45º de nossa direção. A menos que esse eixo mude de direção, não é disso que nós vamos morrer", disse Augusto Damineli.
Augusto Damineli, astrofísico do IAG/USP e grande especialista sobre "Eta Carinae" |
Geralmente, o que vemos é apenas o remanescente de uma supernova, ou seja, aquilo que "sobrou da explosão". Esse remanescente normalmente gera nebulosas bem coloridas, que por sua vez são, basicamente, nuvens energizadas de gás espacial. Um exemplo disso é a "Supernova de Kepler" ou "SN 1604" que foi observada por Johannes Kepler, famoso astrônomo que observou o surgimento de uma nova estrela em 1604. O vídeo abaixo mostra o remanescente da "Supernova de Kepler", que foi registrado pelo Observatório de Raios-X Chandra em 2012 (em inglês):
Vale ressaltar que Johannes Kepler não foi o seu primeiro observador, mas foi aquele quem publicou os principais estudos sobre ela. A explosão ocorreu há 23.000 anos-luz de distância, e a sua luz chegou à Terra em 1604. A supernova foi inicialmente observada no norte da Itália em 9 de outubro de 1604, e Johannes Kepler iniciou suas observações em 17 de outubro daquele mesmo ano.
Tudo indica que essa explosão foi resultado de uma estrela do tipo "Anã Branca", que explodiu quando estava "sugando" muito material de sua estrela companheira, uma estrela do tipo "Gigante Vermelha", excedendo assim o chamado "limite de Chandrasekhar", que nada mais é a maior massa possível para uma estrela do tipo "Anã Branca", que é cerca de 1,4 vezes a massa que o nosso Sol possui. Essa é a segunda forma pela qual uma supernova pode acontecer, em um sistema binário, ou seja composto por duas estrelas. Quando essa estrela "Anã Branca" fica com mais massa do que pode suportar ocorre uma violenta explosão.
Entenderam essa parte dessa postagem? Se fôssemos simplificar tudo o que dissemos acima, poderíamos dizer que uma supernova é basicamente uma explosão de uma estrela com muita massa que estava "morrendo". Lembrando que essa morte, apesar de causar destruição ao ser redor, também proporciona a disseminação de elementos necessários para a vida. Logo, a morte catastrófica de uma estrela é o prefácio da vida e da morte no Universo. Viu? Não era tão difícil assim quanto você pensava! Assim sendo, podemos seguir em frente e entrar definitivamente em nosso assunto principal.
Será que Supernovas Podem Ter Contribuído Para a Evolução dos Seres Vivos, e uma Eventual Extinção em Massa na Terra?
Há milhões de anos, cerca de pelo menos duas explosões estelares (supernovas) teriam iluminado o céu da Terra, e simplesmente "choveram" partículas radioativas em nosso planeta, podendo ter contribuído assim para uma mudança climática, em um mundo que posteriormente viria a ser nosso. Pelo menos era disso que uma série de estudos, que foram publicados ao longo do mês de abril desse ano, tanto na revista científica Nature quanto na Science, apontavam.
Essa nem é uma hipótese tão recente assim, visto que já faz algum tempo que os astrônomos vêm especulando que as supernovas, que tenham ocorrido "próximas" da Terra, podem ter causado um sério impacto ao longo da história geológica do nosso planeta. Muitos astrônomos estimam, que seria necessária uma distância de apenas 26 anos-luz, para que uma imensa onda de partículas de alta energia fosse realmente catastrófica para a vida na Terra. Contudo, os pesquisadores descobriram que a ocorrência de supernovas, não muito mais distantes do que isso, podem ter afetado a Terra e os seres vivos que aqui viviam, de uma forma muito mais intensa do que se pensava anteriormente.
Os primeiros indícios surgiram a uma década atrás, quando pesquisadores da Universidade Técnica de Munique (TUM), na Alemanha, descobriram evidências de "ferro-60" em amostras geológicas recolhidas no fundo do oceano Pacífico. O isótopo "ferro-60" tem uma meia-vida de 2,6 milhões de anos, e além disso, o isótopo é "produzido" em grandes quantidades através de explosões estelares, ou seja, através de supernovas. Vale ressaltar nesse ponto, que "isótopos" nada mais são do que variantes de um mesmo elemento químico. Nesse caso o "ferro-60"é um isótopo radioativo do elemento químico ferro.
O Dr. Anton Wallner, do Departamento de Física Nuclear da Universidade Nacional da Austrália |
Intrigado com essa descoberta, o Dr. Anton Wallner, do Departamento de Física Nuclear da Universidade Nacional da Austrália, montou uma equipe internacional de pesquisadores para coletar novas amostras das profundezas dos oceanos. Diante de 120 amostras de sedimentos coletados ao longo do Oceano Pacífico, Atlântico e do Oceano Índico, a equipe descobriu que a precipitação radioativa tinha sido "distribuída" globalmente, ou seja, "choveu" radiação em todas as partes do planeta.
Além disso, essa precipitação radioativa podia ser atribuída a dois períodos distintos da linha do tempo: entre 6,5 a 8,7 milhões de anos atrás, e outra que teria acontecido posteriormente, entre 3,2 a 1,7 milhão de anos atrás. O mais recente dos dois eventos sobrepõe-se com o aparecimento de um grande evento de resfriamento global no período Pleistoceno. Portanto, os astrônomos suspeitavam que as supernovas que por ventura tivessem ocorrido nas "proximidades" do planeta Terra, poderiam ter afetado o clima em nosso planeta de diversas formas, sendo que a mais relevante seria a "deteriorização" da nossa camada de ozônio.
Um outro estudo publicado naquela mesma época, que também teve a participação do Dr. Anton Wallner, tentava responder de onde teriam partido essas explosões cósmicas. Simplificando, os pesquisadores fizeram "simulações em computador", para tentar entender como esse "ferro-60" chegou até o nosso planeta através do espaço interestelar. O estudo basicamente concluiu que a explosão mais recente teria vindo de um aglomerado estelar a uma distância de aproximadamente 326 anos-luz da Terra, sendo que a principal responsável seria uma estrela com nove vezes mais massa que o nosso Sol. Por mais que isso não seja exatamente a nossa "vizinhança cósmica", talvez fosse perto o suficiente para que ela ter deixado sua marca em nosso planeta. Enfim, vamos tentar simplificar ainda mais toda essa história e focar somente nesse evento astronômico mais recente.
Os animais terrestres e marinhos poderiam ter sido impactados por ondas de radiação, que ao longo do tempo podem ter provocado mutações no DNA, proporcionado assim "pequenas alterações essenciais" para a evolução das espécies. Curiosamente, o "Homo erectus", um dos nossos ancestrais, viveu durante o Pleistoceno (o mais antigo registro fóssil data de 1,9 milhão de anos), ou seja, talvez a radiotividade de uma supernova tenha "acelerado" o processo evolutivo do ser humano, nos tornando quem nós somos hoje em dia.
Concepção artística do "Homo erectus", considerado um dos nossos ancestrais |
Do nosso ponto de vista aqui da Terra, supernovas aparecem de repente, como se fossem uma "nova estrela" no céu. O brilho visível desaparece dentro de alguns dias ou semanas, mas elas continuam "disparando" uma onda gigantesca de raios-x, raios gama, e partículas energéticas de alta energia por muito mais tempo. Só recentemente que astrônomos começaram a ser perguntar como é que as supernovas poderiam ter alterado o clima do planeta e os processos evolutivos que estavam ocorrendo em nossa superfície. Portanto, diante desse e de outros estudos publicados em abril desse ano, o Dr. Adrian Melott, um físico da Universidade do Kansas, nos Estados Unidos, quis saber mais detalhes sobre essa supernova mais recente, e se a radiação que chegou em nosso planeta seria suficiente para causar extinções em massa.
Assim sendo, ele realizou diversas outras simulações em computador que sugeriram que as explosões estelares por mais fracas que fossem, poderiam ter feito com que "chovesse" radiação ao longo de centenas de anos. Elas também poderiam ter ionizado a atmosfera em um nível oito vezes maior do que o normal, o que poderia provocar um aumento na quantidade relâmpagos do tipo nuvem-solo (de cima para baixo), desencadeando uma alteração climática, ou seja provocando mais incêndios florestais, principalmente se uma instabilidade já estivesse ocorrendo previamente em nosso planeta. Devido a maior quantidade de nuvens em nossa atmosfera, a situação poderia resultar no resfriamento do nosso planeta.
"A África secou e boa parte das florestas se transformou em savanas. Por volta dessa época e depois, começamos a ter glaciações - eras do gelo - seguidamente, e não está claro como isso começou a acontecer. É controverso, mas talvez os raios cósmicos tenham alguma relação com isso", disse o Dr. Adrian Mellot.
"Esperava concluir que não houvesse muita chance de causar algum efeito devido a distância, mas acabou sendo mais significativo do que eu esperava. Apesar desse evento não ser perto o suficiente para ter causado uma grande extinção em massa, pode ter tido efeitos visíveis", completou.
Todas essas simulações fizeram parte do estudo que foi conduzido pelo Dr. Brian Thomas, professor de Física e Astronomia da Universidade Washburn, no estado norte-americano do Kansas, e publicado recentemente no periódico científico "Astrophysical Journal Letters", no qual o Dr. Adrian Mellot, é claro, participou.
O estudo concluiu que a claridade durante a noite pode ter pertubado o sono dos animais, e assim que os raios cósmicos chegaram até a Terra, teriam triplicado a quantidade de radiação que os organismos recebiam em terra, e nas camadas superiores dos oceanos. Essa radiação "adicional" pode ter aumentado o risco de câncer e mutações. Se por um lado isso pode parecer ruim, saiba que ao elevar o índice de mutação, você pode acelerar a evolução das espécies.
Aliás, essa "precipitação radioativa" pode ter durado cerca de 1.000 anos, sendo que cada ser vivo teria recebido uma dose de radiação equivalente a uma tomografia computadorizada por ano. Não parece muito, mas pode ter aberto o caminho para o cenário que descrevemos acima, visto que a radiação é conhecida por causar mutações no DNA, tanto nos organismos vivos, quanto em suas células sexuais, o que leva a mutações e possíveis mudanças físicas em gerações posteriores. Um ajuste no DNA aqui, e uma mudança nos cromossomos ali, podem acrescentar mudanças substanciais ao longo do tempo, alterando assim o processo de evolução dos seres vivos, inclusive do homem.
Comentários Finais
De qualquer forma, todos os estudos que foram divulgados até agora, por mais que sejam muito interessantes, não confirmam que as supernovas tiveram um impacto decisivo na evolução das espécies, muito menos que produziram uma alteração climática relevante. Não estou dizendo que não tiveram, até porque faltam mais estudos sobre esse assunto, o que estou dizendo é que até agora não temos evidências mais sólidas, que essas supernovas mencionadas pudessem mudar completamente o destino do nosso planeta. Evidentemente, novos estudos serão realizados no futuro com o objetivo de tentar responder, ou pelo menos conseguir a resposta que melhor se encaixe na gigantesca montanha-russa que é a história da vida em nosso planeta. Se formos olhar para o passado, e estou me referindo a algo em torno de milhões e milhões de anos, até chegarmos ao que somos hoje em dia, é quase um milagre que estejamos vivos.
Não planejava mencionar a palavra "milagre" e "evolução" em um mesmo texto, porém a existência da vida em nosso planeta é algo tão controverso, repleta de altos e baixos, da abundância da vida decaindo para profundas extinções em massa, que se não fosse um olhar científico mais criterioso, seria como dizer que o "universo conspirou ao nosso favor". Não se considere importante perante o Universo, porque aparentemente somos frutos de uma sequência de eventos tão absurdamente incríveis moldados pela poeira estelar. Assim sendo, os estudos atuais sobre supernovas retratam apenas mais um capítulo, indicando novamente que a origem da vida muito provavelmente veio do espaço. Não importa se através de cometas ou supernovas, fato é que somos um "produto" universal. E talvez não fosse totalmente certo dizer que pertencemos ao planeta Terra, mas sim ao Universo. Se fôssemos analisar por esse lado, por mais utópico que isso soasse, "não importa quem estivesse lá fora", muito provavelmente seria composto pela mesma "matriz" que a nossa, por mais que não fosse a mesma espécie.
Por mais que não pareça, isso é inspirador, porque pode ser que toda uma civilização, ou centenas de civilizações, que nunca chegamos a conhecer estejam sendo dizimadas enquanto estamos lendo esse texto. Algumas talvez nem tenham chegado ao ponto de serem tão tecnológicas ao ponto de conseguirem mandar um aviso para a mesma imensidão do espaço para qual olhamos todas as noites, e se conseguiram, talvez as demais nem sejam capazes de ouvir ou serem avisadas. Muitas podem estar sendo dizimadas ao apreciar um imenso espetáculo de luzes, sem nem saber exatamente o que irá as aniquilar. Não sei dizer se temos sorte ao saber as formas pelas quais podemos ser extintos, mas sei que depois de ter realizado essa postagem, estou grato pela vida que tenho. Independente da vida que vocês tenham, vocês são praticamente um milagre do Universo. É bom vocês entenderem isso, para darmos valor a vida que temos. Afinal, se Deus está ou não lá em cima, e se o céu significar o Universo, bem, uma coisa é certa: do espaço viemos, e para o espaço iremos retornar.
Até a próxima, AssombradOs.
Criação/Tradução/Adaptação: Marco Faustino
Fontes:
http://arxiv.org/pdf/1605.04926v2.pdf
http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2016/03/nasa-faz-registro-inedito-de-explosao-de-supernova.html
http://gizmodo.com/two-recent-supernovae-showered-the-earth-with-radioacti-1769379599
http://hypescience.com/supernova-o-que-e/
http://noticias.terra.com.br/educacao/vocesabia/interna/0,,OI1761619-EI8405,00.html
http://science.sciencemag.org/content/early/2016/04/20/science.aad6004
http://super.abril.com.br/ciencia/as-maiores-explosoes-do-universo
http://www.bbc.com/portuguese/noticias/2016/01/160115_ciencia_supernova_lgb
http://www.nature.com/nature/journal/v532/n7597/full/532040a.html
http://www.nature.com/nature/journal/v532/n7597/full/nature17196.html
http://www.nature.com/nature/journal/v532/n7597/full/nature17424.html
http://www.observatorio.ufmg.br/Pas105.htm
http://www.online.unisanta.br/2007/03-24/ciencia-4.htm
http://www.popsci.com/supernova-might-have-abetted-mass-extinction
http://www.space.com/33379-supernova-explosions-earth-life-mass-extinction.html
http://www.theatlantic.com/science/archive/2016/07/what-supernovae-might-do-to-earth/490781/