Conhecemos mais de 6.000 planetas extrassolares, mas não sabemos se algum deles pode abrigar vida. Missões como a europeia PLATO e a chinesa Earth 2.0 prometem descobrir novos exoplanetas — planetas como o nosso, localizados na zona habitável de uma estrela semelhante ao Sol — nos próximos anos. Sem dúvida, é um objetivo empolgante, mas o que realmente nos fascina é a possibilidade de buscar diretamente sinais de vida nos planetas potencialmente habitáveis que essas missões ou observatórios terrestres possam descobrir. E, como costuma acontecer, antes mesmo do lançamento dessas missões, já se propõe sua continuação; neste caso, os projetos LIFE e Life 2.0, concebidos para buscar biomarcadores nas atmosferas de mundos habitáveis.
Primeiramente, é importante entender por que a caracterização espectral da atmosfera de um exoplaneta é tão extremamente difícil. Para caracterizar a atmosfera de um exoplaneta, utiliza-se o método de trânsito, comparando a luz de sua estrela quando o planeta passa em frente a ela, vista da Terra, com o espectro da estrela quando não há nenhum planeta entre elas. Isso resulta no que é chamado de espectro de transmissão, que, idealmente, conterá a assinatura espectral dos compostos presentes na atmosfera do planeta. No entanto, o trânsito da Terra pelo Sol produz bandas de absorção espectral que seriam observadas pelo JWST com uma amplitude máxima de uma parte por milhão (ppm), enquanto uma caracterização espectral precisa requer uma acurácia de pelo menos dezenas de ppm. Além disso, a Terra transita apenas uma vez a cada doze meses, portanto, múltiplas observações não podem ser agregadas rapidamente como é possível com exoplanetas quentes que têm períodos de apenas alguns dias. Portanto, em cada trânsito individual, é necessário alcançar uma sensibilidade excepcional, o que exige áreas de coleta enormes que nem o Observatório James Webb (JWST), com um espelho de 6,5 metros de diâmetro, nem o futuro Observatório de Mundos Habitáveis (HWO ) da NASA , com um espelho de cerca de 6 metros, podem alcançar para muitos dos exoplanetas que serão descobertos.
Dadas essas restrições, surgem três caminhos possíveis: aumentar o tamanho do telescópio — sua abertura — ou multiplicar o número de coletores, ou seja, o número de telescópios. Esta última estratégia — que exige o domínio da técnica de interferometria óptica, algo sempre complexo — é precisamente o que as propostas LIFE e Vida 2.0 estão buscando. Infelizmente, não existe um biomarcador ou bioassinatura definitivo, já que todas as moléculas associadas à presença de vida na Terra podem ter origem abiótica. A chave é encontrar uma combinação de biomarcadores que comprove a existência de um desequilíbrio químico na atmosfera. A combinação ideal seria demonstrar a presença de um gás oxidante, como o oxigênio molecular (O₂) ou seu "representante", o ozônio (O₃), juntamente com um gás redutor, como o metano (CH₄). Somente uma fonte biológica permitiria manter uma concentração contínua desses gases na atmosfera.
LIFE ( Large Interferometer For Exoplanets ) é uma proposta europeia que vimos pela primeira vez em 2021 , embora tenha evoluído consideravelmente desde então e agora busque sinergias com o HWO da NASA. Consiste em um interferômetro de infravermelho médio (4 a 18,5 micrômetros) formado por uma constelação de cinco espaçonaves posicionadas no ponto de Lagrange L2 do sistema Sol-Terra (ESML2). Quatro são telescópios espaciais com espelhos de 2 a 3 metros de diâmetro, além de um quinto satélite projetado para combinar a luz dos quatro. Os quatro coletores mantêm uma separação variável entre 10 e 600 metros e deslocam a fase do sinal recebido de forma que a luz da estrela seja anulada no combinador central. Ao observar no infravermelho, o LIFE obterá tanto o espectro de transmissão quanto o espectro de reflexão (a luz infravermelha refletida diretamente pelo exoplaneta).
O LIFE consegue medir o raio, a temperatura da superfície e o teor de água de um planeta com precisão suficiente para confirmar a presença estável de oceanos na superfície e sua habitabilidade para a vida como a conhecemos (ou seja, a vida que podemos detectar). A principal vantagem do LIFE sobre o HWO é que, no infravermelho médio, ele pode medir diretamente o espectro térmico contínuo do planeta — e, portanto, sua temperatura superficial e pressão atmosférica — e acessar as bandas de absorção de importantes biomarcadores, como metano, amônia, CO₂ e N₂O. Já o HWO, restrito ao espectro visível e ultravioleta próximo, não consegue detectar a assinatura espectral de biomarcadores como o metano nem medir com precisão a temperatura da superfície. O LIFE foi projetado não apenas para buscar biomarcadores em planetas semelhantes à Terra, mas também em mundos com atmosferas redutoras como a que o nosso planeta possuía em seus estágios iniciais, antes de se tornar oxigenado (clorometano, bromometano ou fosfina). Além disso, ao contrário do HWO, o LIFE também observará planetas potencialmente habitáveis ao redor de anãs vermelhas (estrelas do tipo M).
O número de planetas estudados dependerá dos exoplanetas semelhantes à Terra descobertos por missões como a PLATO, mas estima-se que seja em torno de cinquenta. Atualmente, sabe-se que cinquenta exoplanetas estão a menos de 20 parsecs (65 anos-luz) de distância e poderiam ser estudados simultaneamente pelo LIFE e pelo HWO, permitindo-nos confirmar que estamos de fato lidando com mundos não apenas potencialmente habitáveis, mas habitados (mesmo que apenas por micróbios). O LIFE é o sucessor direto da malfadada missão Darwin da ESA, suspensa no final da primeira década do século XXI, e do TPF-I ( Terrestrial Planet Finder-Interferometer ) da NASA, cancelado por volta de 2011. Ambos foram abruptamente interrompidos devido à imaturidade tecnológica do voo em formação com precisão submilimétrica e a problemas com o anulamento avançado . Vinte anos depois, graças a missões como PRISMA e PROBA-3, a técnica amadureceu o suficiente para justificar uma reavaliação. LIFE é uma proposta que surgiu originalmente do Instituto Federal Suíço de Tecnologia de Zurique (ETH Zurich).
Life 2.0 , uma proposta chinesa do Observatório Astronômico de Xangai, parte da Academia Chinesa de Ciências (CAS), foi concebida como uma continuação da missão Earth 2.0 (ET) . A ET é um observatório espacial com seis telescópios de 30 centímetros projetados para observar continuamente o campo estelar nas constelações de Cygnus e Lyra, conforme observado pelo Kepler usando o método de trânsito, além de um sétimo instrumento de 35 centímetros para detectar planetas errantes no centro da Galáxia usando microlentes gravitacionais. Embora o lançamento da Earth 2.0 esteja previsto para 2028 em direção ao ponto de Lagrange do ESML2, a equipe da missão já está pensando no próximo passo. Em 5 de agosto de 2026, Jian Ge (葛健), do Observatório Astronômico de Xangai da Academia Chinesa de Ciências e cientista-chefe do projeto Earth 2.0, e outros 28 coautores — incluindo Rafael Luque, do Instituto de Astrofísica da Andaluzia (IAA), e Enric Pallé, do Instituto de Astrofísica das Ilhas Canárias (IAC) — publicaram uma proposta verdadeiramente ambiciosa: Life 2.0, um observatório espacial distribuído composto por 900 telescópios de um metro (!) capazes de operar de forma coordenada como se fossem um único telescópio com um espelho primário de 30 metros de abertura efetiva.
Diferentemente do LIFE ou de projetos similares como o Darwin, o Vida 2.0 não é um interferômetro, mas sim um conjunto de telescópios individuais. Isso evita as complexidades técnicas associadas à interferometria, que, como vimos, levaram ao fracasso de missões como a TPF-I e a Darwin. Com o Vida 2.0, centenas de telescópios idênticos observam o mesmo trânsito simultaneamente, e seus espectros, calibrados independentemente, são combinados estatisticamente na Terra para obter uma relação sinal-ruído equivalente à de um telescópio de 30 metros. Cada um dos 900 telescópios é um pequeno satélite equipado com óptica de um metro e um instrumento chamado WIMS ( Waveguide Integrated Miniature Spectrograph ), um espectrógrafo miniaturizado de alto desempenho acoplado a um detector CMOS de leitura de baixíssimo ruído.
Em contrapartida, combinar de forma coerente os espectros de 900 instrumentos independentes não é uma tarefa trivial. Manter a calibração fotométrica e temporal entre os 900 elementos ao longo de um trânsito de várias horas — com variações térmicas e janelas de comunicação distintas com a Terra para cada satélite — é um problema nunca antes abordado, sem mencionar a gestão operacional de uma constelação de 900 satélites científicos com requisitos de apontamento da ordem de um microarcosegundo (satélites em megaconstelações como a Starlink não exigem um apontamento coordenado com essa precisão). De qualquer forma, isso representa uma mudança de paradigma na busca por biomarcadores utilizando telescópios espaciais.
A missão LIFE 2.0 observará a faixa espectral de 0,2 a 1,05 micrômetros, que abrange o ultravioleta, a luz visível e parte do infravermelho próximo. Como não consegue observar o infravermelho médio como a LIFE, não será capaz de detectar algumas linhas espectrais proeminentes de certos biomarcadores. No entanto, em contrapartida, não requer resfriamento significativo dos sensores ou da óptica, e poderá observar as linhas espectrais muito mais pronunciadas do ozônio no ultravioleta. Também poderá observar a dispersão de Rayleigh na atmosfera — em grande parte responsável pela cor azul dos nossos céus — e a presença de aerossóis. Em última análise, essas são duas missões que, espera-se, nos permitirão determinar se a vida microbiana é comum no Universo. Se for, teremos então que explicar por que a vida complexa e as civilizações tecnológicas são tão raras, o que representa um desafio significativo para a nossa espécie na perspectiva da hipótese do Grande Filtro.
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