Qual a ligação entre buracos negros supermassivos e a vida?

Quando se pensa em locais seguros para a vida, os buracos negros supermassivos, provavelmente, seriam os últimos lugares a se considerar, especialmente para planetas próximos ou que possam abrigar vida.

Há bons motivos para isso: essas “criaturas”, no centro das galáxias, consomem tudo que se aproxima delas e, ao fazê-lo, emitem radiações letais. Nenhuma dessas atividades parece, à primeira vista, favorecer a vida. Mas, será que é mesmo assim?

Acontece que a radiação desses núcleos galácticos ativos (AGN, na sigla em inglês) pode, sob certas condições, estimular o surgimento e a manutenção da vida.

Pesquisadores do Dartmouth College e da Universidade de Exeter (Inglaterra) simularam os efeitos da radiação dos AGN sobre mundos vizinhos.

O estudo mostrou que fortes emissões de luz ultravioleta (UV) podem tanto ajudar a transformar a atmosfera de um planeta quanto dificultar a sobrevivência de formas de vida nativas. Essa situação é comparável ao que a radiação solar fez com a vida na Terra: tudo depende da distância do planeta em relação ao AGN e se ele já abriga vida.

“Uma vez que a vida surge e oxigena a atmosfera, a radiação se torna menos devastadora e, possivelmente, até benéfica”, afirma Kendall Sippy, autor principal do estudo, ao Universe Today. “Após essa etapa, o planeta se torna mais resiliente à radiação UV e protegido contra possíveis eventos de extinção.”

Radiação UV, vida e buracos negros supermassivos

• A radiação ultravioleta é extremamente potente. Ela pode destruir moléculas, o que é prejudicial para os compostos associados à vida;
• Se a radiação for intensa, pode até impedir a formação de compostos prebióticos, caso o planeta não possua proteção atmosférica adequada;
• Na Terra, contamos com uma camada de ozônio que filtra parte, mas não toda, a luz UV proveniente do Sol. Nem sempre foi assim: em tempos antigos, a atmosfera filtrava menos essa radiação;
• O que conseguia passar podia causar câncer de pele por superexposição, além de envelhecimento precoce e danos ao DNA, inclusive afetando os olhos;
• Por outro lado, a luz UV é fundamental para a produção de vitamina D nos humanos e, nos primórdios da Terra, estimulou o desenvolvimento de moléculas complexas essenciais para as primeiras formas de vida.

Luz de alta energia, como a UV, reage prontamente com o oxigênio na atmosfera, resultando na formação de ozônio. Uma camada de ozônio saudável protege a vida da radiação mais intensa do Espaço.

Há cerca de dois bilhões de anos, a radiação solar ajudou as primeiras formas de vida da Terra a oxigenar a atmosfera e gerar ozônio. Com o espessamento dessa camada protetora, a vida floresceu, produzindo mais oxigênio e, consequentemente, mais ozônio. Esse processo permitiu que formas de vida mais complexas evoluíssem e se espalhassem pelo planeta.

“Se a vida consegue oxigenar rapidamente a atmosfera de um planeta, o ozônio pode ajudar a regular o clima, criando condições favoráveis ao desenvolvimento da vida”, explica Jake Eager-Nash, coautor do estudo pela Universidade de Victoria. “Sem um mecanismo de retroalimentação que regule o clima, a vida poderia se extinguir rapidamente.”

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Simulando os efeitos da radiação dos AGN

Considerando que a radiação dos AGN pode exercer papel similar para qualquer mundo próximo, a equipe de pesquisa decidiu simular os efeitos dessa radiação em planetas semelhantes à Terra, com diferentes composições atmosféricas.

Se a atmosfera já contivesse oxigênio, a luz ultravioleta incidente desencadearia reações químicas que formam o ozônio, sendo o efeito proporcional ao nível de oxigenação.

Os pesquisadores recriaram, em suas simulações, a atmosfera da Terra durante o período Arqueano, que começou há cerca de quatro bilhões de anos e terminou há aproximadamente dois bilhões de anos.

Nessa época, grande parte da superfície do planeta estava submersa e a atmosfera era “pré-biótica” – rica em metano e pobre em oxigênio –, com os estromatólitos, formações de tapetes microbianos, representando as formas de vida mais complexas.

A simulação computacional continha informações sobre as concentrações iniciais de oxigênio e outros gases atmosféricos e, então, os níveis de radiação UV foram ajustados para imitar os de um AGN.

“O modelo computacional simula todas as reações químicas possíveis, gerando gráficos que mostram a intensidade da radiação em diferentes comprimentos de onda e as concentrações dos gases na atmosfera em vários momentos”, explica Sippy.

O resultado foi a identificação de um ciclo de retroalimentação para um planeta capaz de lidar com a radiação UV, utilizando-a para criar uma camada de ozônio mais espessa que, por sua vez, protege o planeta dos efeitos mais nocivos das emissões.

Essa descoberta foi inesperada, em parte porque os colaboradores não estavam familiarizados com o quão mais brilhante um AGN pode ser em comparação com uma estrela, dependendo da proximidade do planeta.

A radiação aumentada parece ter estimulado as reações atmosféricas, mostrando que emissões de alta energia na faixa UV não, necessariamente, significam o fim da vida em um planeta próximo a um AGN.

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