Seminários de Astrobiologia
​UFES & UFOP

Os seminários são anunciados nesta lista aberta. ​Inscrições são bem vindas.
Os seminários passados podem ser vistos nesta pasta. 

2021

01 Dec 2021
 Física da Matéria Mole da Nanoescala até o centro de Galáxias
José Rafael Bordin (UFPel)

Nesta palestra irei abordar de uma forma geral os temas de pesquisa em meu grupo. Mostrarei os métodos simulacionais e pacotes que utilizamos no grupo, e como este ferramental computacional nos permite explorar uma variedade de sistemas da Matéria Mole. Começando pelos trabalhos sobre nanofluídica e como isso evolui para desenvolvimento de nanomateriais, transições em sólidos bidimensionais, movimento de moléculas e células biológicas, e está evoluindo em direção ao centro de galáxias.

Seminários Ministrados:

17 Nov 2021
Buscando novas técnicas de análise de meteoritos – O Caso do Parauapebas
Diana Paula Andrade – Observatório do Valongo/UFRJ

Pesquisadoras do Laboratório de Análise de Material Espacial (LAMEsp) e do Laboratório de Extraterrestres (LabET/MN/UFRJ) tem trabalhado com o objetivo de implementar novas técnicas de análise para classificação dos meteoritos. Dentro deste contexto, técnicas pouco exploradas têm sido utilizadas juntamente com as já bastante estabelecidas. Um dos meteoritos analisados neste estudo foi o meteorito Parauapebas, um condrito ordinário, investigado através de um método de classificação sistemático, aplicando técnicas analíticas não destrutivas: Microssonda Eletrônica (EPMA), Fluorescência de Raios-X (XRF), Emissão de Raios-X Induzida por Próton (PIXE), Catodoluminescência (CL) e Microscopia Óptica (OM). Neste seminário, uma descrição química e petrológica completa e detalhada será feita deste meteorito. Uma comparação entre técnicas também será incluída para a composição química obtida por meio das técnicas de fluorescência de raio-X, PIXE e XRF. As composições elementares medidas foram comparadas aos valores médios de XRF e INAA relatados em trabalhos anteriores sobre condritos.  As propriedades físicas, como densidade e susceptibilidade magnética também serão apresentadas como uma ferramenta para sua classificação dentro dos grupos químicos.  O meteorito é rico em ferro metálico, exceto nos silicatos, sendo, portanto, um condrito de grupo químico H. No entanto, algumas composições elementares foram encontradas dentro da faixa do grupo químico L. Este meteorito apresenta duas litologias diferentes com química homogênea, que apontam o meteorito como uma brecha genômica formada por tipos petrológicos 4 e 5. Um estágio de choque S3/S4 é indicado. O grau de intemperismo é o mais baixo (W0), uma vez que o fragmento foi recuperado logo após a queda. 

29 Sep 2021
Jogos de soma não-zero em evolução pré-biótica
José Fernando Fontanari (USP-SC)

A "origem da vida” pode ser vista como um problema científico se aceitarmos a visão de Christian  de Duve, para quem a vida era um fenômeno corriqueiro no  universo: uma manifestação obrigatória da matéria, fadada a surgir sempre que as condições forem apropriadas. A visão alternativa defendida por Jacques Monod coloca a origem da vida como um evento  único no universo, resultante de uma sequência de eventos  extremamente improváveis. É claro que apenas a primeira perspectiva se presta à aplicação do método científico  (daí, talvez, sua popularidade entre os cientistas, especialmente os astrobiólogos). Entretanto, mesmo nesse caso, a origem da vida não pode ser estudada pela abordagem reducionista tradicional, deixando aos cientistas a opção de estudar a matéria inerte ou a matéria já viva. Nesse seminário focamos na segunda opção, admitindo a priori  a existência de moléculas auto-replicantes capazes de fazer cópias de si-próprias, os chamados replicadores primordiais. Argumentamos que a complexificação da vida, a partir do surgimento do primeiro replicador, é repleta de paradoxos e becos sem saída, se considerarmos apenas a competição darwiniana entre os replicadores onde o ganho de um representa a perda de outro (jogo de soma zero).  A coexistência entre replicadores distintos, necessária para aumentar o conteúdo de informação do sistema, só é possível introduzindo-se algum tipo de cooperação entre eles, tornando a evolução um jogo de soma não-zero. Mostramos como esses jogos pré-bióticos podem ser descritos matematicamente através da aproximação difusiva de Kimura e como a migração (ou transferência lateral de genes) favorece a coexistência de replicadores distintos.
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01 Sep 2021
A origem da vida e sua diversificação: da seleção natural à epigenética
Sérvio Pontes Ribeiro (DEBIO/UFOP)

Apresentarei mecanismos moleculares básicos relacionados à origem do código genético e da herdabilidade em compostos isolados do meio ambiente, reconhecíveis e replicáveis, e suas características estruturais e funcionais de baixa entropia: a vida. Explicarei os mecanismos de sua diversificação, apontando o que ainda é válido no Darwinismo, o resgate do Lamarckismo pela epigenética, e outros aspectos entendidos da biologia molecular depois das ferramentas analíticas de última geração.

18 Aug 2021
​Chemistry in the interstellar medium
Breno Galvão  (CEFET-MG)

          As new telescopes are being developed and improved, new intriguing molecules have been detected. This allows for a better understanding of the interstellar medium (ISM), specially the mass growth processes that lead to grains and ultimately to planetary systems formation.
          Astrochemistry is an interdisciplinary field by nature. Astronomers observe the sky and detect new molecular species and their abundances in different regions. Laboratory experiments simulate reactions between these molecules, and account for their reactivity. Theoretical chemistry can simulate the extreme conditions that occur in space, explain the underlying mechanisms of laboratory reactions, and even predict the outcomes of reactions that are difficult to tackle experimentally.
          In this talk, we will briefly review the most important aspects of the chemistry of the ISM. Later, specific results obtained in our group regarding sulphur and phosphorus chemistries will be given, together with their astrochemical implications.

References

• SiS formation in the interstellar medium through Si+SH gas phase reactions. V. C. Mota, A. J. C. Varandas, E. Mendoza, V. Wakelam, and B. R. L. Galvão, ApJ, accepted (2021);
  
• Interconversion mechanisms of PN and PO in the interstellar medium through simple atom-diatom collisions. André C. Souza, Mateus X. Silva, Breno R. L. Galvão, MNRAS, http://dx.doi.org/10.1093/mnras/stab2255, (2021);
  
• Nonadiabatic reaction dynamics to silicon monosulfide (SiS): A key molecular building block to sulfur-rich interstellar grains. S. Doddipatla, C. He, S. Goettl, R. I. Kaiser, B. R. L. Galvão,  T. J. Millar, Sci. Adv. 7, eabg7003 (2021);
  
• SiS formation via gas phase reactions between atomic silicon and sulphur-bearing species. M. A. M. Paiva, B. Lefloch, B. R. L. Galvão, MNRAS 493, 299–304 (2020).

04 Aug 2021
Astroquímica e as moléculas prebióticas no Universo (slides)
Carla Martinez Canelo (Doutora pela USP)

Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (PAHs) são de grande interesse astroquímico e astrobiológico devido ao seu potencial para formar moléculas prebióticas. Suas unidades mais simples com átomos de N incluídos nos anéis aromáticos, denominados heterociclos policíclicos aromáticos nitrogenados (PANHs), estão envolvidas na produção de nucleobases. Por outro lado, precursores de PAHs e PANHs como HNCO, HC3N e NH2CHO, também estão relacionados com a química prebiótica. A detecção desses compostos em diferentes ambientes astrofísicos fortalece a possibilidade de a vida se originar em outros mundos, além de levantar questões sobre as origens da vida na Terra. Neste seminário, irei apresentar uma revisão da importância dessas moléculas para a Astrobiologia, juntamente com algumas abordagens de estudo. Também comentarei um pouco do meu trabalho realizado durante meu mestrado e doutorado, que inclui a análise das bandas de PAH de 6.2, 7.7 e 8.6μm em, pelo menos, 126 galáxias com emissão dominada por starburst. Em relação aos objetos galácticos, vou apresentar resultados da observação do núcleo molecular de G331.512–0.103, onde 42 transições de HNCO foram detectadas.
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21 Jul 2021
Inferindo o crescimento de organismos em exoplanetas a partir da relação de Eigen.
Alcides Castro e Silva (UFOP)

Vamos discutir o chamado modelo de Eigen utilizado para modelar a evolução do código genético de micro-organismo. Este modelo determina, em termos do tamanho da cadeia de informação e de sua probabilidade de erro ao se multiplicar, quais configurações genéticas sobrevivem a longo prazo. Mostramos algumas simulações deste modelo e discutiremos como utilizar este tema no estudo da astrobiologia.

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7 Jul 2021
AstroBioQuímica: Estudo de moléculas orgânicas em galáxias ativas (slides)
Dinalva Sales (FURG)

Uma fração considerável do carbono no meio interestelar (ISM), aproximadamente 20% ou mais, está na forma de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) e acredita-se que os PAHs são moléculas orgânicas que podem ter contribuído para a construção do material pré-biótico que formou a vida na Terra. Os espectros no infravermelho médio (MIR) de objetos galácticos e extragalácticos são dominados por bandas de emissão fortes a 3.3, 6.2, 7.7, 8.6, 11.3 e 12.7 μm, geralmente atribuídas aos PAHs e espécies relacionadas. Durante muito tempo acreditou-se que galáxias que possuem buracos-negros supermassivos (SMBH), nomeadas como núcleo ativo de galáxias (AGNs), possuem um intenso e energético campo de radiação advindo do disco de acresção do SMBH capaz de destruir as moléculas de PAHs próximas dos SMBHs dos AGNs. A falta de dados com alta resolução angular e espectral ajudou a dificultar a compreensão das propriedades físico-químico das moléculas de PAHs e seu uso como ferramenta de diagnóstico da fonte de ionização em galáxias. Entretanto, após mais de uma década de estudos usando dados observacionais dos telescópios Spitzer e Gemini, assim como bibliotecas teóricas de PAHs e técnicas de análise de sinal, foi possível demonstrar que as moléculas de PAHs em AGNs, além de serem maiores (> 180 átomos de carbono) que as moléculas encontradas em galáxias com formação estelar (< 180 átomos de carbono) também possuem, em sua maioria, moléculas de PAHs com diferentes graus de ionização.
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23 Jun 2021
Astroquímica: Entendendo a presença e sobrevivência de moléculas no espaço.
Sérgio Pilling (Univap)

Astroquímica é ciência interdisciplinar na fronteira da química e da astronomia e utiliza abordagens tanto experimentais quanto teóricas e observacionais. Nesse seminário faremos uma viagem ao longo dos assuntos que tratam sobre as moléculas no espaço. Veremos um pouco da formação em ambientes gasosos e gelos, os processos físico-químicos relacionados a elas bem como os processos que levam a sua destruição na presença da radiação ionizante. Além disso, veremos exemplos de observações astronômicas na faixa do infravermelho e rádio. Discutiremos ainda, sobre alguns experimentos de laboratório que simulam a presença de moléculas em ambientes espaciais e a interação dessas com o campo de radiação ionizante espacial. Por fim falaremos brevemente de algumas pesquisas teóricas na área de astroquímica.
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9 Jun 2021
The Life Span and Detectability of Biospheres  (slides)
Jacob Haqq-Misra (Blue Marble Space Institute of Science)

The long-term carbon cycle on Earth provides an important thermostat on regulating a habitable climate for life and also underlies the concept of the "habitable zone" for exoplanets, which describes the orbital distance at which a terrestrial planet can maintain above-freezing conditions. In this talk, I will discuss the history of Earth’s biosphere from its formation into the distant future when models predict it will end in about one billion years, which provides a basis for understanding possible habitable exoplanets. I will present results from a hierarchy of climate models that constrain the limits of the habitable zone in an effort to identify exoplanets that would be good candidates to search for life. I will then discuss several candidates for spectral biosignatures and technosignatures that would serve as evidence of extraterrestrial biospheres and could be observed with upcoming missions and future mission concepts.
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26 May 2021
Sirius – uma nova luz para a ciência brasileira
Douglas Galante (CNPEM)

O Laboratório Nacional de Luz Síncrotron do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais opera a única fonte de luz síncrotron da América Latina, tendo sido inaugurado em 1997. Ele é uma instalação aberta à toda comunidade de pesquisa brasileira, e representa um dos laboratórios mais modernos do país. Suas diferentes linhas de luz cobrem a faixa de energia de infravermelho até raios X duros, permitindo a realização de experimentos por diferentes técnicas espectroscópicas, de espalhamento, difração e imagem, de uma ampla gama de materiais e em diferentes condições de amostra. Atualmente o LNLS lidera o maior projeto científico nacional, com a construção de seu novo acelerador síncrotron, o Sirius. Desenhado para ser a mais brilhante fonte síncrotron do mundo, o Sirius permitirá experimentos com resolução espacial e temporal sem precedentes, permitindo avanços para a fronteira do conhecimento em muitas áreas de pesquisa.​​

12 May 2021
‘’Existe vida extraterrestre ?’’ (slides)
José Antônio de Freitas Pacheco (OCA, França)

Para responder a questão que define a essência da astrobiologia, serão discutidos alguns aspectos básicos que fundamentam as possíveis respostas. Podemos definir o que é a vida? Quais as condições do habitat no qual a vida pode emergir e se desenvolver? Quando e onde a vida surgiu na Terra? Sera' apresentado um esquema “universal” para a emergência da vida na Terra e em outros planetas presentes no Universo.
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28 Apr 2021
Espectroscopia molecular de alta resolução para astroquímica e cosmologia (slides)
José Rachid Mohallem (Departamento de Física, Universidade Federal de Minas Gerais)

Pequenos sistemas moleculares como H2 +, H2, HeH +, LiH, H3 + e seus isotopólogos desempenham um papel fundamental no estudo do resfriamento do universo primordial, matéria interestelar e formação de estrelas e planetas. Pesquisa nestes campos exigem listas de linhas muito precisas, ou seja, a lista completa de transições rovibracionais. Os experimentos atuais são precisos o suficiente, mas são limitados a poucas linhas, de modo que a teoria é a única fonte de listas precisas de linhas. Neste seminário eu irei primeiro apresentar o assunto, que recentemente ganhou destaque pela detecção do HeH +.  Depois vou discutir uma hierarquia de aproximações para incluir efeitos adiabáticos, relativísticos, não adiabáticos (nossa contribuição) e QED, a fim de atingir a precisão de cerca de unidades de cm-1 ou superior nos cálculos das listas de linhas.

7 Apr 2021
 Astrobiologia: estudando a vida no Universo
Douglas Galante (CNPEM) 

Uma das perguntas mais antigas que a humanidade se faz é "Estamos sozinhos no Universo?". Na tentativa de responder a essa e outras questões extremamente complexas da natureza, como a origem da vida, foi criado um novo campo de pesquisa, a Astrobiologia, a qual reúne pesquisadores de diferentes áreas, trabalhando em colaboração. 
Os cientistas, atuando como exploradores modernos, vasculham a vida em nosso planeta, desde as profundezas oceânicas até o alto das montanhas, procurando entender como ela surgiu, evoluiu e, em muitos casos, extinguiu-se, com o passar dos bilhões de anos de história da Terra. E hoje esse esforço se estende para além da Terra, para os planetas e luas do Sistema Solar e mesmo para planetas muito distantes, orbitando outras estrelas de nossa Galáxia. Talvez consigamos encontrar indícios de vida extraterrestre, talvez não, mas o importante é que, no caminho, estamos compreendendo melhor os processos naturais que permitiram que um fenômeno tão complexo como a vida tenha surgido e evoluído em nosso Universo.

17 Mar 2021
Condições energéticas para habitabilidade em exoplanetas
Hermano Velten (UFOP)

Nesse seminário vamos revisitar a hipótese PET (proportional evolutionary time) discutida no artigo "Does the Evolution of Complex Life Depend on the Stellar Spectral Energy Distribution?" [Haqq-Misra J., ASTROBIOLOGY Volume 19, Number 10, 2019]. Originalmente a hipótese PET aplicada apenas ao sistema Terra-Sol. Vamos discutir nosso trabalho em andamento onde estendemos a PET para todos os exoplanetas já catalogados. Como resultados, podemos dizer quais exoplanetas obedecem à hipótese PET e, portanto, tem o potencial de abrigar vida.  ​

Organizadores

Júlio Fabris (UFES)
Fernando Pansini (UFES)
Hermano Velten (UFOP)
​Paola Seidel (UFES)

Este é um projeto novo com potencial para envolver alunos e pesquisadores de diferentes áreas (tais como astronomia, biologia, estatística, física, química...). Caso tenha sugestões, escreva por favor para um dos organizadores ou para site@cosmo-ufes.org.