Alienígenas dormem? Sono e ritmo circadiano em M-Terras travadas por maré

Você pode até achar que dormir é algo óbvio, mas a pesquisa sugere que muitos planetas capazes de evoluir vida talvez não tenham um ciclo regular de dia e noite.

Parece difícil de imaginar, porém existem organismos em habitats terrestres sem luz - bem abaixo do solo ou no fundo do oceano - que ajudam a visualizar como poderia ser uma vida extraterrestre sem um ritmo circadiano.

Bilhões de planetas na zona de Cachinhos Dourados das anãs vermelhas (anãs M)

Na nossa galáxia, há bilhões de planetas potencialmente habitáveis. De onde sai essa estimativa? A Via Láctea abriga entre 100 bilhões e 400 bilhões de estrelas.

Cerca de 70% delas são pequenas e frias anãs vermelhas, também chamadas de anãs M. Um levantamento detalhado de exoplanetas publicado em 2013 calculou que 41% das anãs M possuem um planeta orbitando na sua zona "Cachinhos Dourados": a distância em que a temperatura do planeta pode permitir água líquida.

Vale lembrar: isso significa apenas potencial para haver água líquida. Ainda não sabemos se algum desses mundos realmente tem água - muito menos vida. Mesmo assim, esse cálculo chega a 28,7 bilhões de planetas nas zonas "Cachinhos Dourados" apenas ao redor de anãs M. E isso sem incluir outros tipos de estrela, como o nosso Sol amarelo.

M-Terras travadas por maré: sem dias, noites e estações

Planetas rochosos que orbitam dentro da zona habitável de uma anã M são chamados de M-Terras. Essas M-Terras não são apenas "outras Terras": elas diferem do nosso planeta em aspectos fundamentais. Para começar, como as anãs M são muito mais frias do que o Sol, a zona habitável fica bem mais perto da estrela - e essa proximidade torna a atração gravitacional da estrela sobre o planeta extremamente intensa.

A gravidade da estrela puxa com mais força o lado do planeta voltado para ela do que o lado oposto. Essa diferença gera atrito, que ao longo de eras desacelera a rotação até que rotação e órbita fiquem sincronizadas. Assim, a maioria das M-Terras provavelmente é travada por maré (travamento de maré): quando um hemisfério fica sempre voltado para o sol e o outro permanece sempre voltado para longe.

Em um planeta travado por maré, o ano tem a mesma duração do dia. A Lua é travada por maré com a Terra - por isso vemos sempre a mesma face lunar e nunca o seu "lado escuro".

Esse tipo de planeta pode parecer exótico, mas é provável que a maior parte dos planetas potencialmente habitáveis seja assim. O nosso vizinho planetário mais próximo, Proxima Centauri b (no sistema Alpha Centauri, a quatro anos-luz de distância), provavelmente é uma M-Terra travada por maré.

Isso significa que, ao contrário do que ocorre na Terra, as M-Terras não teriam dias, nem noites, nem estações. Só que a vida terrestre, de bactérias a humanos, funciona com ritmos circadianos ajustados ao ciclo claro-escuro.

O sono é apenas o exemplo mais visível. O ciclo circadiano influencia bioquímica, temperatura corporal, regeneração celular, comportamento e muito mais. Um caso: pessoas vacinadas pela manhã produzem mais anticorpos do que aquelas vacinadas à tarde, porque a resposta do sistema imunológico muda ao longo do dia.

Não sabemos com certeza o quanto períodos de inatividade e regeneração são essenciais para a vida. Talvez seres que tenham evoluído sem um tempo cíclico simplesmente continuem em funcionamento, sem precisar descansar.

Pistas na Terra e ciclos climáticos que podem substituir dias e estações

Para dar base a essa especulação, podemos observar organismos terrestres que prosperam longe da luz do dia: espécies de cavernas, formas de vida das profundezas marinhas e microrganismos em ambientes escuros, como a crosta terrestre e o corpo humano.

Muitos desses seres ainda apresentam biorritmos - só que sincronizados por estímulos diferentes da luz. Ratos-toupeira-pelados passam a vida inteira no subsolo, sem ver o sol, mas mantêm relógios circadianos ajustados a ciclos diários e sazonais de temperatura e chuva. Mexilhões de águas profundas e camarões de fontes hidrotermais sincronizam-se com as marés.

Bactérias que vivem no intestino humano se ajustam às oscilações de melatonina do hospedeiro. A melatonina é um hormônio que o seu corpo produz em resposta à escuridão.

Variações de temperatura geradas por fontes hidrotermais, oscilações de umidade e mudanças na química do ambiente ou nas correntes podem acionar bio-oscilações nos organismos. Isso sugere que os biorritmos trazem benefícios intrínsecos.

Pesquisas recentes indicam que M-Terras talvez apresentem ciclos capazes de substituir dias e estações. Para investigar questões assim, cientistas adaptaram modelos climáticos para simular como seria o ambiente em uma M-Terra - incluindo o nosso vizinho Proxima Centauri b.

Nessas simulações, o contraste entre o lado diurno e o lado noturno parece gerar jatos de vento rápidos e ondas atmosféricas semelhantes às que fazem a corrente de jato da Terra se curvar e serpentear. Se houver água, é provável que o lado iluminado forme nuvens espessas, com muitos raios.

A interação entre ventos, ondas atmosféricas e nuvens pode empurrar o clima de um estado para outro, criando ciclos regulares de temperatura, umidade e chuva. A duração desses ciclos varia conforme o planeta - de dezenas a centenas de dias terrestres -, mas não tem relação com o período de rotação. Enquanto a estrela fica "parada" no céu desses mundos, o ambiente ainda assim muda.

É possível que a vida em M-Terras desenvolva biorritmos sincronizados a esses ciclos. Se um relógio circadiano organiza oscilações bioquímicas internas, talvez ele precise fazer isso.

Ou talvez a evolução chegue a uma solução ainda mais estranha. Dá para imaginar espécies que vivem no hemisfério iluminado e migram para o hemisfério escuro para descansar e se regenerar: um relógio circadiano no espaço, em vez de no tempo.

Essa ideia serve para lembrar que, se existe vida lá fora, ela vai derrubar suposições que nem percebíamos ter. A única certeza é que ela vai nos surpreender.

Maureen Cohen, pesquisadora de pós-doutorado em modelagem climática global de Vênus, Universidade Aberta

Este artigo foi republicado de A Conversa sob licença Creative Commons. Leia o texto original.

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