Garik Israelian: O que há dentro de uma estrela?

Eu tenho uma tarefa muito difícil. Eu sou um espectroscopista. Eu tenho que falar sobre astronomia sem lhes mostrar nenhuma imagem de nebulosas ou galáxias etc. porque o meu trabalho é a espectroscopia. Eu nunca lido com imagens. Mas eu vou tentar convencê-los de que a espectroscopia é realmente algo que pode mudar este mundo. A espectroscopia provavelmente pode responder à pergunta, "Há alguém lá fora?" Nós estamos sozinhos? SETI. Não é muito divertido fazer espectroscopia.

Uma de minhas colegas na Bulgária, Neviana Markova, passou cerca de 20 anos estudando estes perfis. E ela publicou 42 artigos dedicados apenas ao assunto. Vocês podem imaginar? Dia e noite, pensando, observando a mesma estrela por 20 anos, é incrível. Mas nós somos loucos. Nós fazemos essas coisas. (Risos)

E eu não estou tão longe. Eu passei cerca de oito meses trabalhando nestes perfis. Porque eu notei uma simetria muito pequena no perfil de uma das estrelas que abrigam planetas. E eu pensei, bem, talvez haja Lítio-6 nesta estrela, o que é um indicativo de que esta estrela engoliu um planeta. Porque, aparentemente, você não pode ter este frágil isótopo de Lítio-6 nas atmosferas de estrelas como o sol. Mas você o tem em planetas e asteróides. Então, se você engolfa um planeta ou grande número de asteróides, você terá este isótopo Lítio-6 no espectro da estrela. Então, eu investi mais de oito meses só estudando o perfil da linha de lítio desta estrela.

E é mesmo surpreendente, porque eu recebi telefonemas de vários repórteres perguntando, "Você viu mesmo o planeta entrando numa estrela?" Porque eles pensavam que, se você tem um telescópio, você é um astrônomo, então, o que você está fazendo é, na verdade, olhar pelo telescópio. E você poderia ter visto o planeta entrando numa estrela. E eu dizia, "Não, me desculpe. O que eu vejo é isso aqui." (Risos) É mesmo incrível. Porque ninguém realmente entendeu. Eu aposto que houve muito poucas pessoas que realmente entenderam o que eu estou dizendo. Porque esta é a indicação de que o planeta entrou na estrela. É incrível.

O poder da espectroscopia foi percebido, na verdade, pelo Pink Floyd, já em 1973. (Risos) Porque eles disseram que você pode obter qualquer cor que quiser em um espectro. E tudo o que você precisa é de tempo e dinheiro para fazer o seu espectógrafo. Este é o número um em alta resolução, o mais preciso espectógrafo do planeta, chamado HARPS, que é usado para detectar planetas extrassolares e ondas sonoras na atmosfera das estrelas.

Como nós obtemos espectros? Eu tenho certeza que a maioria de vocês sabe, pela física da escola, que é, basicamente, dividindo a luz branca em cores. E, se você tem uma massa líquida e quente, ela produzirá algo que nós chamamos espectro contínuo. Um gás quente produz apenas emissões lineares, não um contínuo. E se você colocar um gás frio na frente de uma fonte quente, você verá certos padrões, que nós chamamos linhas de absorção. Que são usadas para identificar elementos químicos numa matéria fria, que os está absorvendo exatamente naquelas frequências.

Agora, o que nós podemos fazer com espectros, nós podemos estudar a velocidade radial de objetos cósmicos. E também podemos estudar a composição química e parâmetros físicos de estrelas, galáxias, nebulosas. Uma estrela é o objeto mais simples. No núcleo, temos reações termonucleares acontecendo, criando elementos químicos. E temos uma atmosfera fria. É fria para mim. Frio, nos meus termos, são três, ou quatro, ou cinco mil graus. Meus colegas da astronomia infravermelha dizem que 200 Kelvin negativos é frio para eles. Mas vocês sabem, tudo é relativo. Então, para mim, 5.000 graus é bem frio. (Risos)

Este é o espectro do sol. 24 mil linhas espectrais, e cerca de 15 porcento dessas linhas ainda não foram identificadas. É incrível. Nós estamos no século XXI, e ainda não conseguimos entender, propriamente, o espectro do sol. Às vezes, nós temos que lidar com apenas uma pequena, tênue linha espectral para medir a composição daquele elemento químico na atmosfera. Por exemplo, vocês veem que a linha espectral do ouro é a única linha espectral no espectro do sol. E nós usamos este tênue traço para medir a composição do ouro na atmosfera do sol.

Agora, este é um trabalho em progresso. Nós temos lidado com um traço igualmente muito tênue, que pertençe ao ósmio. É um elemento pesado, produzido em explosões termonucleares de supernovas. É o único lugar onde você pode produzir, na verdade, ósmio. Apenas comparando a composição do ósmio em uma das estrelas que abrigam planetas, nós queremos entender por que há tanto deste elemento. Nós até pensamos que, talvez, explosões de supernovas desencadeiem a formação de planetas e estrelas. Pode ser um indicativo.

Outro dia, meu colega de Berkeley, Gibor Basri, enviou-me um e-mail com um espectro muito interessante, me perguntando, "Você pode dar uma olhada nisto?" E eu não consegui dormir por duas semanas, quando eu vi a enorme quantidade de oxigênio e outros elementos no espectro das estrelas. Eu sabia que não há nada como aquilo observado na nossa galáxia. Foi incrível. A única conclusão que pudemos tirar disso é a clara evidência de que houve uma explosão de supernova nesse sistema, a qual poluiu a atmosfera dessa estrela. E, mais tarde, um buraco negro se formou em um sistema binário, que ainda está lá, com uma massa de cerca de cinco vezes a massa solar. Esta foi considerada a primeira evidência de que buracos negros realmente surgem de explosões de supernovas.

Meus colegas, comparando a composição de elementos químicos em diferentes estrelas galáticas, chegaram a descobrir estrelas alienígenas na nossa galáxia. É surpreendente que você possa ir tão longe simplesmente estudando a composição química das estrelas. Eles chegaram a dizer que uma das estrelas que vocês veem nos espectros é uma alienígena. Ela vem de uma galáxia diferente. Há uma interação de galáxias. Nós sabemos disso. E, às vezes, elas simplesmente capturam estrelas.

Vocês já ouviram falar de erupções solares. Nós ficamos muito surpresos ao descobrir uma super erupção, uma erupção que é milhares de milhões de vezes mais poderosa que as que vemos no sol. Em uma das estrelas binárias na nossa galáxia, chamada FH Leo, nós descobrimos uma super erupção. E, depois, nós fomos estudar as linhas espectrais, para ver se havia algo estranho com esses objetos. E nós descobrimos que está tudo normal. Essas estrelas são normais como o sol. Idade, tudo estava normal. Então, isso é um mistério. É um dos mistérios que ainda temos, super erupções. E há seis ou sete casos semelhantes relatados na literatura.

Agora, para irmos adiante com isso, nós realmente temos que entender a evolução química do universo. É muito complicado. Eu não pretendo realmente que vocês tentem entender o que está aqui. (Risos) Mas é para lhes mostrar como é complicada essa história toda de produção de elementos químicos. Você tem dois canais -- as estrelas massivas e as estrelas com pouca massa -- produzindo e reciclando matéria e elementos químicos no universo. E fazendo isso por 14 bilhões de anos, nós acabamos com esta figura. Que é um gráfico muito importante, mostrando a relativa abundância de elementos químicos em estrelas como o sol e no meio interestelar.

O que significa que é realmente impossível achar um objeto onde você encontre cerca de 10 vezes mais enxofre que silício, cinco vezes mais cálcio que oxigênio. É simplesmente impossível. E, se você encontrar um, eu vou dizer que isso é algo relacionado a SETI. Porque você não pode fazer isso naturalmente. O efeito Doppler é algo muito importante da Física fundamental. E isso está relacionado com a mudança da frequência de uma fonte em movimento. O efeito Doppler é usado para descobrir planetas extrassolares.

A precisão de que nós necessitamos para descobrir um planeta como Júpiter em torno de uma estrela como o sol é algo como 28,4 metros por segundo. E nós precisamos de 9 centímetros por segundo para detectar um planeta como a Terra. Isso poderá ser feito com os futuros espectógrafos. Eu mesmo estou envolvido com o time que está desenvolvendo um CODEX, espectógrafo de futura geração, alta resolução, para o telescópio E-ELT de 42 metros. E esse será um instrumento para detectar planetas como a Terra em torno de estrelas como o sol. É uma ferramenta incrível chamada Astrosismologia, onde nós podemos detectar ondas sonoras nas atmosferas de estrelas.

Este é o som de uma Alpha Centauri. Nós podemos detectar ondas sonoras nas atmosferas de estrelas como o sol. Aquelas ondas têm frequências no domínio do infrassom, o som que, a rigor, ninguém conhece. Voltando à questão mais importante, "Há alguém lá fora?" Isso está estreitamente relacionado à atividade tectônica e vulcânica dos planetas. A conexão entre a vida e núcleos radioativos é direta. Não há vida sem atividade tectônica, sem atividade vulcânica. E nós sabemos muito bem que a energia geotérmica é produzida principalmente pela decomposição de urânio, tório e potássio.

Como medir, se nós temos planetas onde a quantidade daqueles elementos é pequena, então aqueles planetas estão tectonicamente mortos, não pode haver vida. Se houver muito urânio, ou potássio, ou tório, provavelmente, também não haverá vida. Porque vocês podem imaginar tudo fervendo? É muita energia para um planeta. Agora, nós estivemos medindo a abundância de tório em uma das estrelas com planetas extrassolares. É exatamente a mesma coisa. Um traço muito pequeno.

Nós estamos tentando medir esse perfil e detectar tório. É muito difícil. É muito difícil. E você tem que, primeiro, você tem que se convencer. Então, você tem que convencer seus colegas. E, então, você tem que convencer o mundo todo de que você realmente detectou algo assim na atmosfera de uma estrela que abriga um planeta extrassolar, em algum lugar a 100 parsecs daqui. É realmente difícil. Mas, se você quiser saber sobre vida em planetas extrassolares, você tem que fazer esse trabalho. Porque você tem que saber quanto de elementos radioativos você tem naqueles sistemas.

O meio de se descobrir sobre alienígenas é sintonizar o seu radiotelescópio e ouvir os sinais. Se você receber algo interessante, bem, é o que SETI faz, na verdade, o que SETI tem feito por muitos anos. Eu acho que o modo mais promissor é ir atrás de biomarcadores. Vocês podem ver o espectro da Terra, este espectro da luz cinérea, e aquele é um sinal muito claro. O aclive que está surgindo, que nós chamamos Borda Vermelha, é uma detecção de área vegetada. É surpreendente que nós possamos detectar vegetação a partir de um espectro. Agora, imagine fazer este teste para outros planetas.

Agora, muito recentemente, muito recentemente, estou falando de cerca dos últimos seis, sete, oito meses, água, metano, dióxido de carbono, foram detectados no espectro de um planeta fora do sistema solar. É surpreendente. Então, este é o poder da espectroscopia. Você pode mesmo ir e detectar e estudar a composição química de planetas muito, muito, muito distantes do sistema solar. Nós temos que detectar oxigênio ou ozônio para garantirmos que temos todas as condições necessárias para termos vida.

Milagres cósmicos são algo que pode ser relacionado a SETI. Agora, imaginem um objeto, um objeto incrível, ou algo que não possamos explicar, quando nós simplesmente nos levantamos e dizemos, "Olha, nós desistimos. A Física não funciona." Então, é algo que você sempre pode encaminhar para SETI e dizer, "Bem, alguém deve estar fazendo isto, de algum modo."

E com a Física que conhecemos etc., é algo que, a rigor, foi notado por Frank Drake, há muitos anos [ininteligível]. Se você vir, no espectro de uma estrela que abriga planetas, se você vir elementos químicos estranhos, isso pode ser um sinal de uma civilização que está lá, e eles podem querer sinalizar isso. Eles querem realmente sinalizar a sua presença através dessas linhas espectrais, no espectro de uma estrela, de diferentes modos.

Pode haver diferentes modos de fazer isso. Um, por exemplo, é o tecnécio, é um elemento radioativo com uma meia-vida de cerca de 4,2 milhões de anos. Se, de repente, você observar tecnécio em uma estrela como o sol, você pode ter certeza de que alguém colocou este elemento na atmosfera, porque é impossível fazer isso naturalmente. Agora, nós estamos examinando os espectros de cerca de 300 estrelas com planetas extrassolares. E nós estamos fazendo este trabalho desde 2000, e é um projeto muito trabalhoso. Nós temos trabalhado muito. E nós temos alguns casos interessantes, candidatos, e tal, coisas que não podemos realmente explicar. E eu espero que, num futuro próximo, nós possamos confirmar isso.

Então, a pergunta principal, "Nós estamos sozinhos?" Eu acho que não virá de OVNIs. Não virá de sinais de rádio. Eu acho que virá de espectros como este. É o espectro de um planeta como a Terra mostrando a presença de óxido de nitrogênio, como um sinal claro de vida, e oxigênio, e ozônio. Se, um dia, e eu acho que será dentro de 15 anos, ou 20 anos. Se nós descobrirmos um espectro como esse, nós poderemos ter certeza de que haverá vida naquele planeta. Em cerca de cinco anos, nós descobriremos planetas como a Terra, em torno de estrelas como o sol, na mesma distância que a Terra do sol. Isso levará cerca de cinco anos. E, então, nós precisaremos de outros 10, 15 anos com projetos espaciais para obter os espectros de planetas como a Terra, como o que eu lhes mostrei. E se nós virmos óxido de nitrogênio e oxigênio, eu acho que nós teremos o perfeito E. T. Muito obrigado. (Aplausos)