FCW Cultura Científica – Quando você começou a estudar astronomia, já tinha interesse por astrobiologia? Aline Novais – Comecei a graduação em astronomia na Universidade Federal do Rio de Janeiro sem saber da existência da astrobiologia. Sempre me interessei por biologia, pois meus pais são biólogos. Meu primeiro contato com a área foi na disciplina de Astrobiologia, ministrada por Gustavo Porto de Mello e voltada para alunos de astronomia e de outras áreas. Ali aprendi o contexto da disciplina e o que é possível estudar nesse campo. Desde então, passei a focar na astrobiologia.

FCW Cultura Científica – E o que te levou ao estudo de exoplanetas? Aline Novais – A graduação em astronomia oferece um panorama geral, então fui apresentada a diversas áreas, do estudo de galáxias ao de buracos negros. Acho que me interessei por exoplanetas porque já tinha curiosidade sobre os planetas do Sistema Solar. Descobrir que existem planetas fora dele foi uma virada de chave e aconteceu mais ou menos ao mesmo tempo em que conheci a astrobiologia. As duas coisas se uniram. Desde a iniciação científica na graduação, venho estudando exoplanetas. Quando escrevi meu trabalho de conclusão de curso, em 2017, havia pouco mais de 3 mil exoplanetas descobertos; hoje, já são mais de 6 mil.

FCW Cultura Científica – Quando começou a focar em caracterização atmosférica de exoplanetas?

Aline Novais – No doutorado. Estudei exoplanetas rochosos durante a graduação. No mestrado, estudei Titã, lua de Saturno, como um possível análogo de exoplanetas, analisando teoricamente como compostos podem ser formados e destruídos em reações fotoquímicas em sua atmosfera.

FCW Cultura Científica – Por que é importante estudar Titã como análogo de exoplanetas?

Aline Novais – Titã tem uma atmosfera substancial, muito diferente de qualquer outra. Marte, por exemplo, possui uma atmosfera praticamente inexistente, muito tênue. A de Titã é bastante densa, composta principalmente por nitrogênio e metano, e contém grande quantidade de moléculas orgânicas, com carbono e hidrogênio. Titã possui lagos de compostos orgânicos e um ciclo no qual esses lagos evaporam, passam para a atmosfera, formam nuvens, condensam novamente e retornam à superfície. É um processo análogo ao ciclo da água na Terra, mas envolvendo hidrocarbonetos. Por isso, é relevante para a busca por vida: alguns exoplanetas podem ter atmosferas semelhantes. Apesar de orbitar Saturno, Titã está muito mais próximo de nós do que os exoplanetas. A missão Cassini-Huygens orbitou Saturno por muitos anos, e a sonda Huygens se desacoplou da Cassini e pousou em Titã. Por isso, dispomos de dados muito mais robustos.

FCW Cultura Científica – Como essas análises teóricas podem iluminar o que sabemos sobre a atmosfera de exoplanetas? Aline Novais – Comparamos exoplanetas rochosos já detectados com o que sabemos sobre Marte, Vênus, a Terra atual e a Terra primordial. Essa comparação é teórica, pois ainda não dispomos de dados diretos sobre as atmosferas desses exoplanetas. Observar a atmosfera de exoplanetas terrestres, de menor porte, é muito difícil. Até recentemente, o que sabíamos era a distância dos planetas até sua estrela – o que indicava se estavam ou não na zona de habitabilidade –, além de sua massa e tamanho, que permitem estimar sua densidade. A partir desses parâmetros, teorizamos sobre a possível composição de suas atmosferas e selecionamos os modelos mais plausíveis.

FCW Cultura Científica – Entra também a formação planetária para estimar a órbita em que esses exoplanetas se formam no disco protoplanetário e inferir algo sobre suas abundâncias químicas

Aline Novais – Tecnicamente, isso importa, mas os detalhes não entram. A distância orbital do planeta em torno da estrela pode indicar os compostos que estavam presentes na região onde ele se formou. No entanto, a teoria de formação planetária vai bem além disso. A questão da migração planetária no disco protoplanetário – se o planeta migrou de dentro para fora ou de fora para dentro durante sua formação –  não entra nessas análises.

FCW Cultura Científica – Desde o doutorado, a sua área de atuação tem sido a caracterização atmosférica de exoplanetas. Por que escolheu isso? Aline Novais – Eu queria estudar a caracterização espectral dessas atmosferas, mas estive sempre limitada aos projetos disponíveis. Meu interesse era analisar dados espectroscópicos e entender o que existe na atmosfera desses planetas. Procurei o professor Luan Ghezzi, da UFRJ, que aceitou orientar meu doutorado nesse tema. Inicialmente, utilizaríamos apenas dados da Wide Field Camera 3 do Hubble, que capta o início do infravermelho próximo. Depois, com o lançamento do James Webb, em 2021, um dos primeiros objetos observados foi o WASP-39b, um dos 38 planetas da minha amostra do Hubble. Quando os novos dados do James Webb foram divulgados e esse planeta estava presente em ambos os conjuntos, decidi compará-los com os do Hubble.

FCW Cultura Científica – Qual diferença você notou? Aline Novais – O instrumento do Hubble tinha uma faixa de comprimento de onda muito limitada. A faixa abrangida pelos instrumentos do James Webb é muito mais ampla. Átomos e moléculas aparecem no espectro sempre em comprimentos de onda específicos. No caso do Hubble, conseguimos identificar apenas água naquela faixa de comprimento de onda, sem diferenciar outros compostos. Já o James Webb permite identificar assinaturas de diferentes moléculas, como dióxido de carbono e monóxido de carbono. A própria caracterização da água com o James Webb ficou mais precisa, pois conseguimos diferenciá-la de outros compostos. Essa foi a grande diferença.

FCW Cultura Científica – O WASP-39b é um gigante gasoso. Qual é o tamanho comparado a Júpiter?

Aline Novais – É um pouco maior, com um raio 1,27 vez maior que o de Júpiter. O período orbital do WASP-39b – o tempo que leva para completar uma volta ao redor de sua estrela – é de apenas quatro dias terrestres. A estrela é do tipo G, semelhante ao Sol.

FCW Cultura Científica – Em 2023, astrofísicos de Cambridge alegaram ter detectado o exoplaneta K2-18b. O planeta é um sub-Netuno, bem maior que a Terra, orbitando uma estrela anã vermelha na chamada zona habitável, onde teoricamente seria possível haver água líquida na superfície de um planeta rochoso — considerando que o planeta tenha uma atmosfera semelhante à da Terra. O estudo indicou a presença de sulfato de dimetila (DMS), uma bioassinatura produzida por seres vivos na Terra. Em 2025, o mesmo grupo publicou outro estudo reforçando a detecção com um grau de confiança estatística maior. Mesmo boas coberturas jornalísticas repercutiram os resultados apontando grande probabilidade de que evidências de vida foram encontradas naquela atmosfera. Mas não se justifica nem mesmo esse tipo de afirmação, que levou muita gente a acreditar em alta probabilidade de descoberta de vida extraterrestre nesse caso. O que pouco se explicou é que esses estudos lidam com comparação entre modelos teóricos e observações espectroscópicas, o que envolve incertezas e limitações. Poderia explicar a complexidade envolvida em estudos desse tipo? Aline Novais – Vamos pensar nas observações com o James Webb. Observamos o planeta passando em frente à estrela e, quando isso ocorre, parte da luz emitida por ela atravessa a atmosfera do planeta. Essa luz chega até nós carregando informações sobre essa atmosfera, porque os compostos presentes nela podem interagir com a luz estelar, absorvendo parte dela. Tomando a molécula de água como exemplo, se houver água nessa atmosfera, suas moléculas podem absorver parte da luz da estrela. Assim, essa luz chegará até nós alterada, filtrada com a assinatura espectral da água. A partir disso, podemos inferir que há água na atmosfera daquele planeta.

Mas a análise que fazemos é um pouco mais robusta. Comparamos o espectro observado com modelos – espectros teóricos – construídos de acordo com as composições químicas consideradas mais plausíveis para aquela atmosfera. Se é plausível que haja água, incluímos esse composto no modelo. As características conhecidas do planeta também entram: por exemplo, se um estudo prévio mostrou que ele tem determinado tamanho e está a certa distância da estrela, esses parâmetros são incorporados, assim como as equações que regem sua atmosfera. Em cada camada, haverá pressão e temperatura distintas, além de possíveis variações na composição química. Tudo isso está embutido nos modelos.

O objetivo é comparar as linhas e bandas previstas nos modelos teóricos com aquelas presentes nas observações do James Webb. Essa comparação é feita de modo estatístico. Se queremos saber se os dados apontam para a presença de água, comparamos um modelo que a inclui com outro que não a inclui, para estimar qual se ajusta melhor. Se o modelo com água apresenta melhor ajuste às observações, é possível que aquela atmosfera contenha água. Mas isso não pode ser afirmado de forma categórica.

Daí a importância do cuidado na comunicação desses resultados. Não se pode simplesmente afirmar que determinada atmosfera contém água, porque as muitas variáveis envolvidas nos modelos e nas observações trazem incertezas. Não é possível testar todos os modelos plausíveis com todas as combinações possíveis de compostos químicos. O que se pode afirmar é que o modelo com água representa melhor o espectro observado do que o modelo sem água. Ainda assim, trata-se sempre de uma comparação entre dois ou mais modelos.

Em outras palavras, a intenção desses estudos não é dizer qual modelo é o verdadeiro, mas mostrar que, considerando o que sabemos sobre aquele planeta, existe um modelo – isto é, uma combinação de parâmetros – capaz de explicar o que ocorre em sua atmosfera. E pode ser que existam outros. Isso não equivale a confirmar a detecção de um composto químico nessa atmosfera.

FCW Cultura Científica – Estudos publicados posteriormente mostraram que as possíveis bioassinaturas desaparecem quando modelos diferentes são comparados. Gostaria que refletisse sobre a necessidade de comunicar os resultados desse tipo de estudo, destacando claramente o que de fato significam.

Aline Novais – Ao falar com o público geral ou com jornalistas, tentamos simplificar alguns pontos e, às vezes, a comunicação acaba ocorrendo de maneira inadequada. Explicar o que realmente encontramos em um estudo não precisa ser complicado. Podemos dizer que comparamos dois ou mais modelos e que um deles apresentou melhor ajuste aos dados do que os demais, sem necessariamente afirmar que detectamos uma bioassinatura. Às vezes, subestimamos o público ao supor que as pessoas só compreenderão se utilizarmos termos e conceitos muito simplificados. Se conseguirmos explicar corretamente o que o estudo de fato encontrou, a mensagem se torna mais transparente para todos.

Claro, alguns resultados podem ser exaltados de forma exagerada para promover um trabalho. Melhorar a comunicação também depende dos próprios cientistas, que devem apresentar seus achados de forma clara e responsável. No caso dos estudos sobre DMS no K2-18b, mesmo que não se trate de uma detecção de bioassinatura, o resultado continua sendo relevante para quem estuda esse planeta e utiliza dados do James Webb.

FCW Cultura Científica – O que você está pesquisando no pós-doutorado, na Universidade de Lund?

Aline Novais – Utilizo o conhecimento sobre atmosferas de exoplanetas para estudar exocometas. Trabalho com instrumentos de alta resolução em telescópios terrestres localizados no Chile. É a mesma técnica, mas, em vez de detectarmos planetas, observamos cometas passando em frente à estrela. Não era o foco inicial, mas o nosso grupo acabou descobrindo esse fenômeno por acaso e consideramos importante publicá-lo.

FCW Cultura Científica – Como isso ocorreu?

Aline Novais – Assim que cheguei, na primeira reunião fui apresentada a dados antigos que indicavam possíveis eventos de cometas passando em frente a outra estrela, em um sistema planetário distinto. Decidimos publicar essa descoberta, e acabei liderando o trabalho em função da minha experiência com atmosferas de exoplanetas.

FCW Cultura Científica – O principal método de detecção de exoplanetas é o de trânsito: o planeta passa em frente à estrela, a luminosidade estelar diminui, observam-se vários trânsitos e, assim, estimam-se o período orbital e o diâmetro do planeta. Como funciona com exocometas? Vocês também fazem caracterização química desses objetos?

Aline Novais – É exatamente a mesma técnica: espectroscopia de transmissão. Detectamos o objeto a partir de linhas espectrais de determinados elementos, como cálcio, sódio e ferro. Estamos solicitando observações com novos telescópios para buscar assinaturas de outros compostos, como a água, que observamos nos cometas do Sistema Solar.

FCW Cultura Científica – Deve ser necessária precisão altíssima dos telescópios para detectar quedas minúsculas na luminosidade da estrela causadas pelo trânsito de exocometas.

Aline Novais – Por isso falo em alta resolução. Quando detectamos água na atmosfera de exoplanetas, não é apenas uma linha espectral de água, mas uma banda formada por várias linhas. No caso dos exocometas, observamos linhas isoladas — como as de sódio ou cálcio, por exemplo. A precisão necessária é enorme, mas a técnica em si é a mesma: observar algo passando em frente à estrela. A grande diferença é a velocidade com que esses exocometas realizam o trânsito.

Ao observar o espectro, é possível estimar a velocidade radial desses objetos em relação à estrela, e ela pode chegar a 100 km/s. No dia seguinte, o sinal já não está mais lá. Isso torna muito improvável que se trate de um planeta, de atividade estelar ou de material do disco. O mais provável é que seja um objeto passando rapidamente em frente à estrela — um cometa vindo de regiões mais distantes do sistema, com órbita muito excêntrica, que se aproxima rapidamente da estrela e depois volta a se afastar. 

FCW Cultura Científica – É muito difícil fazer a caracterização química desses objetos porque vocês os veem passando em frente à estrela apenas uma vez?

Aline Novais – Sim. Sabemos quando exoplanetas conhecidos irão transitar em frente à estrela, o que permite observá-los por um período determinado – um dia ou algumas horas, por exemplo. Com os exocometas, o processo é aleatório. Não sabemos a frequência com que os trânsitos ocorrem nem a órbita desses objetos. Não é possível prever quando o cometa passará novamente. Quantos existem? Não fazemos ideia. Por isso, trata-se mais de uma detecção do que de uma caracterização, embora ainda seja possível extrair alguns parâmetros. Por exemplo, ao observar linhas de sódio, podemos inferir a presença desse elemento absorvendo a luz da estrela.

FCW Cultura Científica – Até agora, conseguimos fazer caracterização atmosférica de planetas bem maiores do que a Terra, os chamados sub-Netunos e super-Terras. Ainda é extremamente difícil fazer caracterização atmosférica de planetas rochosos com o James Webb. Será possível, no futuro, colher dados que apontem para elementos químicos na atmosfera de planetas rochosos?\

Aline Novais – Por enquanto, os planetas terrestres que conseguimos caracterizar parecem não ter atmosfera, provavelmente porque estão muito próximos de suas estrelas. Precisamos observar planetas que estejam suficientemente distantes delas, o que é mais difícil. A técnica de detecção de exoplanetas mais bem-sucedida é o trânsito. Para que o trânsito se repita com frequência, o planeta precisa estar perto da estrela. Observar um planeta mais distante não é impossível, mas é mais complicado.

Futuros telescópios, espaciais e terrestres, devem ajudar nesse sentido. Na minha opinião, a melhor aposta será buscar esse tipo de planeta ao redor de estrelas menores e mais frias do que o Sol, como as de tipo M – as chamadas anãs vermelhas. Nesses casos, a zona de habitabilidade estará mais próxima da estrela, e um planeta mais próximo é mais fácil de observar por trânsito. Provavelmente não será um planeta ao redor de uma estrela como o Sol, porque o trânsito de um planeta na zona habitável de uma estrela de tipo solar pode demorar muito para se repetir. Será uma estrela de outro tipo, o que traz implicações para a astrobiologia.

FCW Cultura Científica – Você pretende continuar pesquisando exocometas ou deve participar da busca por bioassinaturas em exoplanetas?

Aline Novais – Ainda trabalho com atmosferas de exoplanetas, mas esse tema se tornou um projeto secundário, já que estou liderando a pesquisa com exocometas. Tenho realizado observações em alta resolução com instrumentos acoplados a telescópios terrestres, capazes de resolver linhas espectrais com muito mais detalhe do que as observações feitas com o Hubble ou o James Webb.

Uma das intenções da área é integrar dados de baixa e alta resolução, porque diferentes resoluções permitem extrair diferentes tipos de informação sobre a atmosfera de um planeta. Em alta resolução, observamos, em geral, átomos – como sódio e potássio. Já em baixa resolução, detectamos mais facilmente moléculas. Nesse caso, não é possível resolver as linhas espectrais de cada composto individualmente: vemos tudo combinado, como uma banda de água sobreposta a uma banda de dióxido de carbono. Um espectro do James Webb, por exemplo, pode apresentar picos associados ao dióxido de carbono e à água, mas compostos por várias linhas espectrais que não conseguimos distinguir devido à baixa resolução. Em alta resolução, por outro lado, é possível identificar uma linha de sódio, uma linha de potássio, e assim por diante.

FCW Cultura Científica – O Extremely Large Telescope está sendo construído no European Southern Observatory, no Chile. O espelho terá quase 40 metros de diâmetro. O ELT provavelmente terá capacidade de fazer caracterização atmosférica de planetas rochosos?

Aline Novais – Sim, provavelmente. Dependendo do que queremos observar, é preciso recorrer a comprimentos de onda específicos. Um instrumento chamado ANDES será utilizado para a caracterização de exoplanetas em comprimentos de onda na faixa do óptico, com alguma extensão para o infravermelho próximo. A alta resolução, em geral, está restrita a telescópios terrestres, já que enviar instrumentos para o espaço é muito caro.

Por estarem na Terra, porém, esses instrumentos enfrentam uma limitação causada pela atmosfera, que absorve muitos comprimentos de onda no infravermelho. É possível corrigir esse efeito, mas nem sempre de forma perfeita. Por isso, o James Webb, voltado para o infravermelho, está no espaço, onde não há interferência da atmosfera terrestre. Em contrapartida, essa escolha implica menor resolução espectral. Não existe solução perfeita.

FCW Cultura Científica – Você se dedica desde o começo da carreira à divulgação científica. Como tem sido essa experiência?

Aline Novais – No ensino médio, eu tinha um professor de física fissurado por astronomia. Um dia, ele comentou que existia faculdade de astronomia. Na minha cabeça, era impossível estudar estrelas e galáxias, porque só quem faz isso é gente muito inteligente que trabalha na NASA. Quando percebi que poderia ingressar em uma universidade e aprender cálculo e física voltados para o estudo de estrelas e planetas, senti vontade de contar isso a outras pessoas que, como eu, talvez não soubessem dessa possibilidade. 

Foi assim que comecei a divulgar ciência. No início, de forma presencial; depois, nas redes sociais, onde descobri muitas pessoas interessadas em estudar astronomia como profissão. Com o crescimento das redes, também senti a necessidade de combater a desinformação. A astronomia é um tema muito atraente, misterioso e curioso: muita gente vê imagens de telescópios, mas quase ninguém sabe como eles funcionam. Por conhecer um pouco desse universo, quero compartilhar esse conhecimento. Tem sido uma experiência maravilhosa, que me ajuda a escrever melhor e a me comunicar com mais clareza ao apresentar seminários ou ministrar aulas.