Planetas extrasolares e vida extraterrestre

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Planetas extrasolares e vida extraterrestre

• Horacio Dottori
• Dpto. Astronomia
• IF-UFRGS

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SETI (Vida vs. Vida Inteligente)

• Como podemos comprobar en la propia Tierra, hay
  una diferencia substancial entre la existencia de
  vida (millares de especies) tal como hoy la
  consideramos y la de vida inteligente, en el
  sentido de poder transformar su medio ambiente y
  cuestionarse sobre sus orígenes.
• Cocconi Morrison publicaron Searching for
  extraterrestrial Communication (Nature, setiembre
  de 1959).
• En abril de 1960, Drake, comenzo una busqueda de
  señales en torno de ?Ceti y ? Eridani con el
  radiotelescopio de 25 m de G. Bank.
• En noviembre de 1961 10 especialistas de diversas
  ciencias (Drake, Sagan, Calvin (Premio Nobel de
  química), entre otros) se reúnen. Drake formula
  la ecuación
• N R x Fp x ne x Fl x Fi x Fc x L
• S. J. Gould (paleontólogo de Harvard) sostiene
  (en su libro Wonderful Life) que el homo Sapiens
  es una entidad fortuita, no una tendencia de los
  seres vivos.

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Los términos de la ecuación de Drake

• N Número de civilizaciones observables.
• R Tasa de formación de estrellas.
• Fp Fracción de estrellas con planetas.
• Ne Número de planetas tipo Tierra.
• Fl Fracción de planetas tipo Tierra en los
  cuales se desarrollan civilizaciones.
• Fi Probabilidad de evolución de la
  inteligencia.
• Fc Cuanta certeza tenemos de que si existen
  estos seres son capaces y desean enviar señales
  de radio?.
• L Tiempo de vida médio de una civilización
  semejante.

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Potencia de transmisión efectiva (Px4?/?) vs
(NxNfrec.)
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Fracción del cielo observado por cada programa
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Sensibilidad y area del cielo cubierta por los
diversos programas
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Vida Extraterrestre en la Tierra?

• Una pregunta relevante es, en cuantos ambientes
  extremos se puede encontrar vida en la propia
  Tierra?.
• Ambientes hidrotérmicos oceánicos extremos.
• Ambientes oceánicos frios con metano.
• Ambiente antártico em lagos submersos en 4 km de
  hielo.
• Micróbios em el interior de la Tierra a 2000 mts.
• Hipertermófilos y otros extremófilos altas
  temp., ambientes ácidos, ultrasalinos, etc..
• www.resa.net/nasa

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Formas de vida submarina en la Tierra
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Outras fontes de vida na propia Terra

• A descoberta de vida nas profundezas marinas em
  torno de fumarolas, a mais de 1000 mts de
  profundidade, coloca novos paradigmas em relação
  aos ambientes onde a vida pode ser gerada. Ali,
  nunca chegou um raio de luz solar.

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Vientos (Vents)Crédito Woods Hole
Osceanographic Institution
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Química de las fumarolas negras
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Cadena alimentaria a miles de metros de
profundidad marina
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Tubos de lombriz Extraña criatura de 1 m, sin
boca, ni intestino ni ojos. No necesita la luz de
la estrella mas próxima para sobrevivir.
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Diente de León (Dandelion)
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Almejas gigantes
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Pulpos
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Diferencia entre foto- y chimiosíntesis1)-
fuente de energia, 2)-CO2 y 3)- H2O para producir
azúcares , 4) la fotosíntesis da O y la
chimiosíntesis S como subproductos. (créditoNASA)
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Otras fontes de vida na propia Terra

• Sera esta a forma mais primitiva de vida?

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• The Characteristics of Life
• Organized structures that are composed of
  heterogenous chemicals - in units of "cells"
• Metabolism chemical and energy transformations
• Maintain internal conditions separated from an
  outside environment homeostasis
• Growth conversion of materials from the
  environment into components of organism
• Reaction to select stimuli, physiologically
  and/or behaviorally
• Reproduction making copies of individuals via
  the mechanism of genetic transfer sections of
  DNA molecules that contain instructions for
  organization metabolism
• Evolution change in characteristics of
  individuals, resulting from mutation natural
  selection - these result in adaptations
• adapted from The Characteristics of Life--
  Oklahoma State University, Department of Zoology

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PLANETAS EXTRASOLARES

• A CAÇA DE UMA NOVA IDEIA

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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PROPLIDEOS-PROPLYDS (Discos Protoplanetários)

• Fueron descubiertos en la Nebulosa de Orión.
• Solo pueden verse si estan iluminados de afuera,
  por estrellas calientes. Esto es, cerca de
  estrellas jovenes, muy masivas.
• En estos ambientes no sobreviven por mucho
  tiempo, pues la radiación evapora el disco.
• Una forma de sobrevivir es si estan inmersos em
  grandes nubes de moleculares, donde estan
  protegidos hasta la muerte de las estrellas muy
  calientes.

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Discos Protoplanetários en la Nebulosa de Orión
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Discos Protoplanetários em NGC 3603 (Brandner,
Grebel, Chu, Dottori, Brandl, Richling, York,
Points y Zinnecker AJ,2000)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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NUVENS MOLECULARES

• As nuvens moleculares densas podem não ser
  destruidas antes da morte das estrelas mais
  brilhantes
• Os discos protoplanetarios podem sobreviver
  nestes ambientes, e seguir uma evolução dinâmica
  própria.

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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NUVENS MOLECULARES

• Nestes ambientes frios ( -260oC) se detectam
  moléculas congeladas na superfície dos grãos de
  poeira como H2O, CO, CO2, NH3, CH3OH, etc.
• Estes compostos, iluminados por radiação UV mole
  podem formar membranas fechadas!, o protocélulas.

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Producción de aminoácidos y protocelulas
Experimento de Miller-Urey
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São 126 moléculas detectadas até agora. Muitas
organicas
2000
H
C
Metano
2004
Açucar
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Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos
reportados em 2004 (nuv. Mol.)
Antracina
Pireno
Meteoritos Crondríticos Carbonáceos
Aminoácidos 36 detectados no meteoríto
Murchison. Vida 8 dos 20 necessarios.
H2NCH2COOH, Glicina (D), resto L-chirality, como
na vida!
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A PANSPERMIA
A panspermia é a hipótese segundo a qual as
sementes de vida são prevalentes em todo o
Universo e que a vida na Terra começou quando uma
dessas sementes aqui chegou, tendo-se propagado.
Essa idéia tem origem nos pensamentos de
Anaxágoras, mas a sua versão mais moderna foi
proposta por Hermann von Helmholtz em 1879. A
panspermia tanto poderá ser interestelar ou
interplanetária. O AMES-NASA laboratory entende
que existem evidências em favor dessa teoria.
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(No Transcript)
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Considerações finais

• Embora pareça um contrasenso, nos últimos 20 anos
  se encontraram formas de vida na Terra, os
  extremófilos, que desafiam o conceito clássico
  sobre as condições favoráveis ao desenvolvimento
  de seres vivos.
• A procura por homemzinhos verdes provenientes de
  outros mundos, embora válida, pula um degrau
  fundamental, a comprensão da gênesis e a
  complexidade das diversas formas de vida.

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Funny what he said, Isn t it?
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Como se autoregulan las condiciones amenas a las
formas de vida desarrolladas en la superficie
terrestre?

• Se estima que el ciclo Carbonatos- Silicatos es
  un termostato en periodos de tiempo largos.

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1-Atmósfera de la Tierra 2-
Tierra vs.Venus
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CO2 en la atmósfera terrestre trazado por las
plantas en los últimos 3 108 años

• Según la revista Nature (Retallack, 411, 287,
  2001 y Kürschner, 411, 247, 2001), las plantas
  respondieron al aumento de CO2 durante los 200
  años de la era industrial aumentando la densidad
  de poros en las hojas.
• Investigaciones de fósiles de plantas
  relacionados a la especie ginkgo realizadas por
  estos autores, muestran que la abundancia de CO2
  está relacionada con periodos conocidos de
  calentamiento por efecto estufa y de
  enfriamiento por glaciaciones.
• Como este paleobarómetro ya existia, permitió
  verificar que el clima y el contenido de CO2 han
  estado intimamente relacionados en los últimos
  300 millones de años.
• El contenido de elementos volátiles en los mares
  de la Tierra corresponde mas a lo que se
  encuentra a la distancia de Júpiter.
• Esto refuerza la hipótesis de que el agua podria
  haber sido incorporada a la Tierra por cometas
  tipo LINEAR en la fase de bombardeo tardio, hace
  4 109 años y que formas primitivas de vida se
  desarrollaron en la época de bombardeo de cometas
  (4,5 109 años)

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(No Transcript)
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Impactos de cometas reproducidos en laboratorio
Simulación de choques de cometas
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Movimiento tectónico vs. Fuerza de marea

• La capa de hielo de 60 km de espesura que cubre
  al satélite Europa, de Júpiter, está flotando
  sobre un mar de agua líquida, calentada por las
  fuerzas de marea producidas por el planeta. Los
  mares de Europa contienen sales de Magnésio.
• Como vimos, los oceanos terrestres tienen formas
  de vida a varios quilómetros de profundidad,
  vinculadas al calor que sale de los volcanes
  submarinos y no a la energía que recibimos del
  Sol, con un metabolismo basado en el Azufre.
• Esto plantea la posibilidad de que en las
  profundidades de Europa pueda existir vida
  surgida del calor de supuestos volcanes, no ya
  producidos por el movimiento tectónico, mas por
  las fuerzas de marea.
• El calentamiento del magma terrestre es producido
  por el decaimiento de materiales radioactivos.
  Este proceso solo podria mantenerse por mas de 4
  109 años en planetas de 1/4 Mtierra .
• Por el contrario, el calentamiento por la fuerza
  de marea resuelve este problema. Este
  calentamiento solo puede existir en satélites al
  rededor de grandes planetas.

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IoIo
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Manchas sazonales en las calotas polares de Marte
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Las Zonas azules son enriquecidas em Nitrógeno
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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GANIMEDES
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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A la caza de planetas extrasolares

• Diferentemente que las estrellas, los planetas no
  tienen luz propia, o producen muy poca con
  respecto a lo que reflejan de la estrella madre.
• Por esa razón es tan dificil verlos.
• Se requieren técnicas especiales para hacerlo,
  por eso es que se detectaron tan recientemente.
• Los planetas descubiertos son de gran tamaño,
  semejantes a Júpiter o mayores (Mayor Queloz,
  Suiza), Marcy Butler (USA)).
• En general la distancia entre estos planetas y su
  estrella central es mucho menor que entre el Sol
  y Jupiter.
• Modelos recientes de formación de planetas
  muestran que es muy dificil explicar porque
  planetas tipo Tierra no migrarion ya hasta el
  Sol.
• Dependiendo de la masa del disco y del planeta
  formado estos se funden con su estrella central
  en tiempos del orden de unos pocos miles a un
  millón de años. Planetas tipo Júpiter deven abrir
  grandes surcos em los discos protoplanetarios.

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(No Transcript)
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2 Atomos AlF AlCl C2 CH CH CN CO CO CP CS CSi
HCl H2 KCl NH NO NS NaCl OH PN SO S0 SiN SiO
SiS HF   SH,        FeO(?) 
3 Atoms C3 C2H C20 C2S CH2 HCN HCO HCO HCS HOC
H20 H2S HNC HNO MgCN MgNC N2H N20 NaCN OCS S02
c-SiC2 CO2        AlNC
8 Atomos CH3C3N HCOOCH3 CH3COOH C7H,
H2C6,CH2OHCHO,          CH2CHCHO 
10 Atomos CH3C5N? (CH3)2CO NH2CH2COOH? 
        CH3CH2CHO  
13 Atomos HC11N
São 126 moléculas detectadas até agora. Muitas
organicas