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Fundamentos de Astrobiologia (AST-416-3)

Proposta do curso

Fundamentos de Astrobiologia propõe apresentar uma abordagem multidisciplinar à questão da busca de vida no Universo. O programa discutirá algumas questões fundamentais, tais como O que é vida? Seu aparecimento na Terra é um evento casual ou uma necessidade cósmica? Como pensar a vida como não a conhecemos? Qual será o futuro da vida na Terra e em outros pontos do Universo?

O ponto de partida serão as condições cosmológicas e astrofísicas para o aparecimento da vida como a conhecemos, desde a formação dos elementos químicos, passando pela física e química básica para o aparecimento da vida até os requisitos necessários da evolução estelar.

O passo seguinte será o entendimento do conceito de Habitabilidade Planetária: passando pela zona habitável; atmosferas; a bioquímica do meio interestelar e a necessidade de água, sendo que, neste tópico, trataremos habitabilidade como ela é observada no contexto terrestre.

Dependendo do público alvo, sistemas vivos serão discutidos sob diferentes aspectos, desde a perspectiva de sua origem e evolução na Terra, sobrevivência e resiliência em condições extremas e a possível síntese de vida por processos físico-químicos.

Saindo da Terra, serão abordadas as condições do aparecimento e sobrevivência da vida no nosso Sistema Solar, as missões concebidas para a exploração de planetas e luas do Sistema Solar e os esforços para a busca de vida fora fora do Sistema Solar, baseados na descoberta de mais de 2000 exoplanetas.

Finalmente, a busca de inteligência extraterrestre, a análise do projeto SETI e reflexões sobre o futuro da vida na Terra e no Universo concluirão o curso.

Os slides e notas de aula contendo os conceitos-chave serão disponibilizados mais abaixo para orientar o estudo semanal.

Outras palestras ligadas à area de astrobiologia podem ser encontradas aqui.

Critérios de avaliação

Testes (70% do conceito final): 9, com duração de 15 minutos, no início de cada aula.

Projeto (30% do conceito final): os temas propostos para a elaboração de um projeto de pesquisa serão propostos ao final da 4^a. semana de aula. Caso haja interesse em algum tema especial ligado à disciplina, o professor deverá ser consultado. Ele poderá ser feito em grupo de até 3 pessoas, com uma apresentação oral e uma monografia entre 10 e 15 págs. de conteúdo (capa, índice e referências não contam para este conteúdo).

Cronograma

Início: 15/03/2019

Aulas: 6as. feiras, das 9h00 às 12h30

Apresentação dos seminários: 07/06/2019

Bibliografia

1.Astrobiologia: uma ciência emergente. D. Galante, E. P. da Silva, F. Rodrigues, J. E. Horvath, M. G. B. de Avellar (orgs.), Tikinet/USP (2016). Livro-texto eletrônico

2.Astrobiology: a multidisciplinary approach. J. Lunine, Pearson (2005). Texto de referência

3.An introduction to astrobiology. I. Gilmour, Cambridge (2004)

4.O Universo vivo. C. Impey, Larousse (2009)

5.Habitability in our Universe. A. Loeb, ArXiv:1606.08926v1 [astro-ph.CO]

6.Life everywhere. D. Darling, Perseu Books (2001)

7.Life as we DO NOT know it. P. Ward, Viking (2005)

8.Astrochemistry: from astronomy to astrobiology. A. M. Shaw, Wiley (2006)

9.Artigos recentes, de revisão ou com conteúdo específico, serão recomendados ao longo do curso.

Uma lista de artigos interessantes (reviews e artigos específicos) que serão usados ou referenciados ao longo do curso podem ser baixados aqui.

Sugestões de leitura

1. O que é vida: o aspecto físico da célula viva. E. Schrödinger, Cambridge Univ. Press e Ed. UNESP (1997, original de 1944)

2. O que é vida: 50 anos depois. M. P. Murphy e L. A. J. O'Neill. Cambridge Univ. Press e Ed. UNESP (1995)

3. Microcosmos. L. Margulis e D. Sagan, Cultrix (2002)

4. Complexidade e Caos. H. Moyses Nussensveig (Org.), Ed. UFRJ (1999)

5. Sós no Universo: porque a vida inteligente é improvável fora do planeta Terra. P. Ward e D. Brownlee, Campus (2001)

6. Artigos recentes, com roadmaps, reflexões e hipóteses mais especulativas, serão sugeridos ao longo do curso

Programa do curso

Aula 1 (PDF, notas de aula): Introdução, vida, sistemas vivos e o contexto cósmico

Leitura:

• Caps. 1, 2 e 6 do livro Astrobiologia - uma ciência emergente

• On the Habitability of our Universe (A. Loeb, 2016)

• Defining life (S. Benner, Astrobiology, 2010)

Aula 2 (PDF, notas de aula): Condições cosmológicas e astrofísicas para o aparecimento da vida

Leitura:

• Caps. 2 e 3 do livro Astrobiologia - uma ciência emergente

• Many chemistries could be used to build living systems (D. Baines, Astrobiology, 2004)

• ASTROBIOLOGY: The Study of the Living Universe (C. Chiba e K. Hand, Ann. Rev. Astron. Astrophys. 2005. 43:31, 74)

• On the Habitability of our Universe (A. Loeb, 2016)

• The Astrobiology Primer v2.0 (Shawn D. Domagal-Goldman and Katherine E. Wright, Eds., Astrobiology, 16, 8, 2016)

Aula 3 (PDF, notas de aula): Astroquímica

Leitura:

• The Astrobiology Primer v2.0 (Shawn D. Domagal-Goldman and Katherine E. Wright, Eds., Astrobiology, 16, 8, 2016)

• Many chemistries could be used to build living systems (D. Baines, Astrobiology, 2004)

• Organic matter in space: from star dust to the Solar System (S. Kwok, Astrophysics and Space Science, 2009)

• The astrochemistry of life (A. Richards & P. Sarre, Astronomy & Geophysics, vol. 42, p. 6.17, 2001)

• Astrochemistry: the issue of molecular complexity in astrophysical environments (Michael de Becker, ArXiv:1305.6243v1)

Aula 4 (PDF, notas de aula): Habitabilidade

Leitura:

• Cap. 4 do livro Astrobiologia - uma ciência emergente

• cap. 11, 12 e 13 do livro Astrobiology: a multidisciplinar approach

• The Astrobiology Primer v2.0 (Shawn D. Domagal-Goldman and Katherine E. Wright, Eds., Astrobiology, 16, 8, 2016)

Aula 5 (PDF, notas de aula): A vida na Terra: química pré-biótica, origem e evolução da vida

Leitura:

• Caps. 5, 6, 7, 8 e 9 do livro Astrobiologia - uma ciência emergente�

• Caps. 9 e 10 do livro Astrobiology: a multidisciplinar approach

• The Astrobiology Primer v2.0 (Shawn D. Domagal-Goldman and Katherine E. Wright, Eds., Astrobiology, 16, 8, 2016)

Aula 6 (PDF, notas de aula): A busca de vida fora da Terra: nosso Sistema Solar e exoplanetas

Leitura :

• Caps. 11 e 12 e 13 do livro Astrobiologia - uma ciência emergente�

• The Astrobiology Primer v2.0 (Shawn D. Domagal-Goldman and Katherine E. Wright, Eds., Astrobiology, 16, 8, 2016)

Aula 7 (PDF, notas de aula): A busca de inteligência extraterrestre e o futuro da vida na Terra e no Universo

Leitura:

• caps. 14 e 15 do livro Astrobiologia - uma ciência emergente�

• Cap. 17 do livro Astrobiology: a multidisciplinar approach

• The Astrobiology Primer v2.0 (Shawn D. Domagal-Goldman and Katherine E. Wright, Eds., Astrobiology, 16, 8, 2016)

Aula extraordinária (PDF): Astrobiologia e água

Leitura: recomendada no corpo do PDF