Zona habitable circunestelar

En astronomía y astrobiología , la zona habitable circunestelar ( CHZ ), o simplemente la zona habitable , es el rango de órbitas alrededor de una estrella dentro de la cual una superficie planetaria puede soportar agua líquida dada una presión atmosférica suficiente . [1] [2] [3] [4] [5] Los límites del CHZ se basan en la posición de la Tierra en el Sistema Solar y la cantidad de energía radiante que recibe del Sol.. Debido a la importancia del agua líquida para la biosfera de la Tierra , la naturaleza de la CHZ y los objetos dentro de ella pueden ser fundamentales para determinar el alcance y la distribución de los planetas capaces de sustentar la vida e inteligencia extraterrestres similares a la Tierra .

Un diagrama que muestra los límites de la zona habitable alrededor de las estrellas y cómo los límites se ven afectados por el tipo de estrella . Esta nueva trama incluye planetas del Sistema Solar ( Venus , Tierra y Marte ), así como exoplanetas especialmente significativos como TRAPPIST-1d , Kepler-186f y nuestro vecino más cercano Proxima Centauri b .

La zona habitable es también llamada la zona de Ricitos de Oro , [6] una metáfora , la alusión y antonomasia de la de los niños cuento de " Ricitos de Oro y los tres osos ", en la que un poco muchacha elige de grupos de tres elementos, haciendo caso omiso de los que son demasiado extremo (grande o pequeño, caliente o frío, etc.), y se decanta por el del medio, que es "justo".

Desde que el concepto fue presentado por primera vez en 1953, [7] se ha confirmado que muchas estrellas poseen un planeta CHZ, incluidos algunos sistemas que consisten en múltiples planetas CHZ. [8] La mayoría de estos planetas, ya sean super-Tierras o gigantes gaseosos , son más masivos que la Tierra, porque dichos planetas son más fáciles de detectar . [ cita requerida ] El 4 de noviembre de 2013, los astrónomos informaron, basándose en datos de Kepler , que podría haber hasta 40 mil millones de planetas del tamaño de la Tierra orbitando en las zonas habitables de estrellas similares al Sol y enanas rojas en la Vía Láctea . [9] [10] Aproximadamente 11 mil millones de estos pueden estar orbitando estrellas similares al Sol. [11] Proxima Centauri b , situado a unos 4,2 años luz (1,3 parsecs ) de la Tierra en la constelación de Centaurus , es el exoplaneta conocido más cercano y orbita en la zona habitable de su estrella. [12] La CHZ también es de particular interés para el campo emergente de habitabilidad de los satélites naturales , porque las lunas de masa planetaria en la CHZ podrían superar en número a los planetas. [13]

En las décadas siguientes, el concepto CHZ comenzó a ser cuestionado como criterio principal de vida, por lo que el concepto aún está evolucionando. [14] Desde el descubrimiento de evidencia de agua líquida extraterrestre , ahora se cree que se producen cantidades sustanciales fuera de la zona habitable circunestelar. El concepto de biosferas profundas, como la de la Tierra, que existen independientemente de la energía estelar, ahora se acepta generalmente en astrobiología dada la gran cantidad de agua líquida que se sabe que existe en las litosferas y astenosferas del Sistema Solar. [15] Sostenida por otras fuentes de energía, como el calentamiento de las mareas [16] [17] o la desintegración radiactiva [18] o presurizada por medios no atmosféricos, el agua líquida se puede encontrar incluso en planetas rebeldes o sus lunas. [19] El agua líquida también puede existir en una gama más amplia de temperaturas y presiones como solución , por ejemplo, con cloruros de sodio en el agua de mar en la Tierra, cloruros y sulfatos en Marte ecuatorial , [20] o amoniacos, [21] debido a sus diferentes propiedades coligativas. Por lo tanto, también se ha sugerido el término Goldilocks Edge. [22] Además, se han propuesto otras zonas circunestelares, donde podrían existir disolventes distintos del agua favorables a la vida hipotética basados ​​en bioquímicas alternativas en forma líquida en la superficie. [23]

Una estimación del rango de distancias desde el Sol que permite la existencia de agua líquida aparece en los Principia de Newton (Libro III, Sección 1, corolario 4). [24] [ aclaración necesaria ]

El concepto de zona habitable circunestelar fue introducido por primera vez [25] en 1913, por Edward Maunder en su libro "¿Están los planetas habitados?". Las citas relevantes se dan en. [26] El concepto fue discutido más tarde en 1953 por Hubertus Strughold , quien en su tratado El planeta verde y rojo: un estudio fisiológico de la posibilidad de vida en Marte , acuñó el término "ecosfera" y se refirió a varias "zonas" en que vida podría emerger. [7] [27] En el mismo año, Harlow Shapley escribió "Liquid Water Belt", que describía el mismo concepto con más detalle científico. Ambos trabajos destacaron la importancia del agua líquida para la vida. [28] Su-Shu Huang , un astrofísico estadounidense, introdujo por primera vez el término "zona habitable" en 1959 para referirse al área alrededor de una estrella donde podría existir agua líquida en un cuerpo suficientemente grande, y fue el primero en introducirlo en el contexto de habitabilidad planetaria y vida extraterrestre. [29] [30] Huang, uno de los primeros contribuyentes al concepto de zona habitable, argumentó en 1960 que las zonas habitables circunestelares y, por extensión, la vida extraterrestre, serían poco comunes en sistemas estelares múltiples , dadas las inestabilidades gravitacionales de esos sistemas. [31]

El concepto de zonas habitables fue desarrollado en 1964 por Stephen H. Dole en su libro Habitable Planets for Man , en el que discutió el concepto de zona habitable circunestelar, así como varios otros determinantes de la habitabilidad planetaria, y eventualmente estimó el número de planetas habitables. en la Vía Láctea alrededor de 600 millones. [2] Al mismo tiempo, el autor de ciencia ficción Isaac Asimov presentó el concepto de una zona habitable circunestelar al público en general a través de sus diversas exploraciones de la colonización espacial . [32] El término " zona Ricitos de Oro " surgió en la década de 1970, haciendo referencia específicamente a una región alrededor de una estrella cuya temperatura es "justamente adecuada" para que el agua esté presente en la fase líquida. [33] En 1993, el astrónomo James Kasting introdujo el término "zona habitable circunestelar" para referirse más precisamente a la región entonces (y todavía) conocida como zona habitable. [29] Kasting fue el primero en presentar un modelo detallado de la zona habitable de exoplanetas. [3] [34]

Una actualización del concepto de zona habitable se produjo en 2000, cuando los astrónomos Peter Ward y Donald Brownlee , presentaron la idea de la " zona habitable galáctica ", que luego desarrollaron con Guillermo González . [35] [36] La zona habitable galáctica, definida como la región donde es más probable que emerja vida en una galaxia, abarca aquellas regiones lo suficientemente cercanas a un centro galáctico que las estrellas allí están enriquecidas con elementos más pesados , pero no tan cerca de esa estrella. Los sistemas, las órbitas planetarias y el surgimiento de la vida se verían interrumpidos con frecuencia por la intensa radiación y las enormes fuerzas gravitacionales que se encuentran comúnmente en los centros galácticos. [35]

Posteriormente, algunos astrobiólogos proponen que el concepto se extienda a otros disolventes, entre ellos, dihidrógeno, ácido sulfúrico, dinitrógeno, formamida y metano, entre otros, que sustentarían formas de vida hipotéticas que utilizan una bioquímica alternativa . [23] En 2013, los nuevos acontecimientos en los conceptos de la zona habitable se hicieron con la propuesta de un circum planetaria zona habitable, también conocido como el "borde habitable", para abarcar la región alrededor de un planeta donde no se verían afectadas las órbitas de los satélites naturales y, al mismo tiempo, el calentamiento de las mareas del planeta no haría que el agua líquida se evaporara. [37]

Se ha observado que el término actual de "zona habitable circunestelar" genera confusión, ya que el nombre sugiere que los planetas dentro de esta región poseerán un entorno habitable. [38] [39] Sin embargo, las condiciones de la superficie dependen de una serie de diferentes propiedades individuales de ese planeta. [38] [39] Este malentendido se refleja en informes emocionados de "planetas habitables". [40] [41] [42] Dado que se desconoce por completo si las condiciones en estos mundos CHZ distantes podrían albergar vida, se necesita una terminología diferente. [39] [41] [43] [44]

Propiedades termodinámicas del agua que describen las condiciones en la superficie de los planetas terrestres: Marte está cerca del punto triple, la Tierra en el líquido; y Venus cerca del punto crítico.
El rango de estimaciones publicadas para la extensión del CHZ del Sol. El conservador CHZ [2] está indicado por una banda verde oscuro que cruza el borde interior del afelio de Venus , mientras que un CHZ extendido, [45] que se extiende hasta la órbita del planeta enano Ceres , está indicado por una banda verde claro. .

El hecho de que un cuerpo se encuentre en la zona habitable circunestelar de su estrella anfitriona depende del radio de la órbita del planeta (para los satélites naturales, la órbita del planeta anfitrión), la masa del propio cuerpo y el flujo radiativo de la estrella anfitriona. Dada la gran extensión en las masas de planetas dentro de una zona habitable circunestelar, junto con el descubrimiento de planetas súper terrestres que pueden sostener atmósferas más gruesas y campos magnéticos más fuertes que la Tierra, las zonas habitables circunestelares ahora se dividen en dos regiones separadas: una "conservadora zona habitable "en la que los planetas de menor masa como la Tierra pueden permanecer habitables, complementada por una" zona habitable extendida "más grande en la que un planeta como Venus, con efectos de invernadero más fuertes , puede tener la temperatura adecuada para que exista agua líquida en la superficie. [46]

Estimaciones del sistema solar

Las estimaciones para la zona habitable dentro del Sistema Solar oscilan entre 0,38 y 10,0 unidades astronómicas , [47] [48] [49] [50] aunque llegar a estas estimaciones ha sido un desafío por una variedad de razones. Numerosos objetos de masa planetaria orbitan dentro o cerca de este rango y, como tales, reciben suficiente luz solar para elevar las temperaturas por encima del punto de congelación del agua. Sin embargo, sus condiciones atmosféricas varían sustancialmente. El afelio de Venus, por ejemplo, toca el borde interior de la zona y, si bien la presión atmosférica en la superficie es suficiente para el agua líquida, un fuerte efecto invernadero eleva las temperaturas de la superficie a 462 ° C (864 ° F) en las que el agua solo puede existir. como vapor. [51] Las órbitas completas de la Luna , [52] Marte , [53] y numerosos asteroides también se encuentran dentro de varias estimaciones de la zona habitable. Solo en las elevaciones más bajas de Marte (menos del 30% de la superficie del planeta) la presión atmosférica y la temperatura son suficientes para que el agua, si está presente, exista en forma líquida durante períodos cortos. [54] En Hellas Basin , por ejemplo, las presiones atmosféricas pueden alcanzar 1,115 Pa y temperaturas superiores a cero grados Celsius (aproximadamente el punto triple del agua) durante 70 días en el año marciano. [54] A pesar de la evidencia indirecta en forma de flujos estacionales en las cálidas laderas marcianas , [55] [56] [57] [58] no se ha confirmado la presencia de agua líquida allí. Mientras que otros objetos orbitan parcialmente dentro de esta zona, incluidos los cometas, Ceres [59] es el único de masa planetaria. Una combinación de masa baja y la incapacidad de mitigar la evaporación y la pérdida de atmósfera contra el viento solar hacen imposible que estos cuerpos sostengan agua líquida en su superficie. A pesar de esto, los estudios sugieren fuertemente el agua líquida pasada en la superficie de Venus, [60] Marte, [61] [62] [63] Vesta [64] y Ceres, [65] [66] sugiriendo un fenómeno más común que previamente pensado. Dado que se cree que el agua líquida sostenible es esencial para sustentar la vida compleja, la mayoría de las estimaciones, por lo tanto, se infieren del efecto que tendría una órbita reposicionada sobre la habitabilidad de la Tierra o Venus, ya que su gravedad superficial permite retener suficiente atmósfera para varios miles de millones. años.

De acuerdo con el concepto de zona habitable extendida, los objetos de masa planetaria con atmósferas capaces de inducir un forzamiento radiativo suficiente podrían poseer agua líquida más lejos del Sol. Tales objetos podrían incluir aquellos cuyas atmósferas contienen un alto componente de gases de efecto invernadero y planetas terrestres mucho más masivos que la Tierra ( planetas de clase súper-Tierra ), que han retenido atmósferas con presiones superficiales de hasta 100 kbar. No hay ejemplos de tales objetos en el Sistema Solar para estudiar; no se sabe lo suficiente sobre la naturaleza de las atmósferas de este tipo de objetos extrasolares, y su posición en la zona habitable no puede determinar el efecto neto de temperatura de tales atmósferas, incluido el albedo inducido , el anti-invernadero u otras posibles fuentes de calor.

Como referencia, la distancia promedio desde el Sol de algunos cuerpos importantes dentro de las diversas estimaciones de la zona habitable es: Mercurio, 0.39 AU; Venus, 0,72 UA; Tierra, 1,00 AU; Marte, 1,52 AU; Vesta, 2,36 AU; Ceres, 2,77 AU; Júpiter, 5,20 AU; Saturno, 9.58 AU.

Estimaciones de los límites de la zona habitable circunestelar del Sistema Solar
Borde interior ( AU )Borde exterior (AU)AñoNotas
0,7251,241964, Dole [2]Se utilizan atmósferas ópticamente delgadas y albedos fijos. Coloca el afelio de Venus justo dentro de la zona.
1.005–1.0081969, Budyko [67]Basado en estudios de modelos de retroalimentación del albedo del hielo para determinar el punto en el que la Tierra experimentaría una glaciación global. Esta estimación fue apoyada por estudios de Sellers 1969 [68] y North 1975. [69]
0,92-0,961970, Rasool y De Bergh [70]Basándose en estudios de la atmósfera de Venus, Rasool y De Bergh concluyeron que esta es la distancia mínima a la que la Tierra habría formado océanos estables.
0,9581.0041979, Hart y col. [71]Basado en modelos informáticos y simulaciones de la evolución de la composición atmosférica y la temperatura de la superficie de la Tierra. Esta estimación ha sido citada a menudo por publicaciones posteriores.
3,01992, Fogg [45]Usó el ciclo del carbono para estimar el borde exterior de la zona habitable circunestelar.
0,951,371993, Kasting y col. [29]Fundó la definición de trabajo más común de la zona habitable que se usa en la actualidad. Supone que el CO 2 y el H 2 O son los principales gases de efecto invernadero, como lo son para la Tierra. Argumentó que la zona habitable es amplia debido al ciclo de carbonato-silicato . Notó el efecto de enfriamiento del albedo de las nubes. La tabla muestra los límites conservadores. Los límites optimistas fueron 0.84-1.67 AU.
2.02010, Spiegel et al. [72]Propuso que el agua líquida estacional es posible hasta este límite cuando se combina alta oblicuidad y excentricidad orbital.
0,752011, Abe et al. [73]Descubrió que los "planetas desérticos" dominados por la tierra con agua en los polos podrían existir más cerca del Sol que los planetas acuáticos como la Tierra.
102011, Pierrehumbert y Gaidos [48]Los planetas terrestres que acumulan decenas a miles de barras de hidrógeno primordial del disco protoplanetario pueden ser habitables a distancias que se extienden hasta 10 AU en el Sistema Solar.
0,77–0,871.02–1.182013, Vladilo y col. [74]El borde interior de la zona habitable circunestelar está más cerca y el borde exterior está más lejos para presiones atmosféricas más altas; la presión atmosférica mínima determinada requerida debe ser de 15 mbar.
0,991,702013, Kopparapu et al. [4] [75]Estimaciones revisadas de Kasting et al. (1993) utilizando algoritmos actualizados de invernadero húmedo y pérdida de agua. Según esta medida, la Tierra está en el borde interior del HZ y cerca, pero justo fuera, del límite de efecto invernadero húmedo. Al igual que con Kasting et al. (1993), esto se aplica a un planeta similar a la Tierra donde el límite de "pérdida de agua" (invernadero húmedo), en el borde interior de la zona habitable, es donde la temperatura ha alcanzado alrededor de 60 grados Celsius y es lo suficientemente alta, justo en la troposfera, que la atmósfera se ha saturado completamente con vapor de agua. Una vez que la estratosfera se humedece, la fotólisis del vapor de agua libera hidrógeno al espacio. En este punto, el enfriamiento por retroalimentación de las nubes no aumenta significativamente con el calentamiento adicional. El límite de "invernadero máximo", en el borde exterior, es donde un CO
2atmósfera dominada, de alrededor de 8 bares, ha producido la máxima cantidad de calentamiento de efecto invernadero y mayores aumentos en el CO
2no creará suficiente calentamiento para prevenir el CO
2congelando catastróficamente la atmósfera. Los límites optimistas fueron 0.97-1.70 AU. Esta definición no tiene en cuenta el posible calentamiento radiativo por CO
2 nubes.
0,382013, Zsom et al.
[47]		Estimación basada en varias combinaciones posibles de composición atmosférica, presión y humedad relativa de la atmósfera del planeta.
0,952013, Leconte et al. [76]Usando modelos 3-D, estos autores calcularon un borde interior de 0,95 AU para el Sistema Solar.
0,952.42017, Ramírez y Kaltenegger
[49]		Una expansión de la zona habitable clásica de dióxido de carbono-vapor de agua [29] asumiendo una concentración atmosférica de hidrógeno volcánico del 50%.
0,93–0,912019, Gomez-Leal et al.
[77]		Estimación del umbral de invernadero húmedo midiendo la proporción de mezcla de agua en la estratosfera inferior, la temperatura de la superficie y la sensibilidad climática en un análogo de la Tierra con y sin ozono, utilizando un modelo climático global (GCM). Muestra la correlación de un valor de proporción de mezcla de agua de 7 g / kg, una temperatura superficial de aproximadamente 320 K y un pico de sensibilidad climática en ambos casos.
0,991.004Estimación acotada más ajustada desde arriba
0,3810Estimación más relajada desde arriba

Extrapolación extrasolar

Los astrónomos utilizan el flujo estelar y la ley del cuadrado inverso para extrapolar los modelos de zonas habitables circunestelares creados para el Sistema Solar a otras estrellas. Por ejemplo, según la estimación de la zona habitable de Kopparapu, aunque el Sistema Solar tiene una zona habitable circunestelar centrada a 1,34 UA del Sol, [4] una estrella con 0,25 veces la luminosidad del Sol tendría una zona habitable centrada en, o 0.5, la distancia desde la estrella, correspondiente a una distancia de 0.67 AU. Sin embargo, varios factores que complican las cosas, incluidas las características individuales de las propias estrellas, significan que la extrapolación extrasolar del concepto CHZ es más compleja.

Tipos espectrales y características del sistema estelar

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Un video que explica la importancia del descubrimiento de 2011 de un planeta en la zona habitable circumbinaria de Kepler-47.

Algunos científicos sostienen que el concepto de zona habitable circunestelar se limita en realidad a estrellas en ciertos tipos de sistemas o de ciertos tipos espectrales . Los sistemas binarios, por ejemplo, tienen zonas habitables circunestelares que difieren de las de los sistemas planetarios de una sola estrella, además de los problemas de estabilidad orbital inherentes a una configuración de tres cuerpos. [78] Si el Sistema Solar fuera un sistema binario, los límites exteriores de la zona habitable circunestelar resultante podrían extenderse hasta 2,4 UA. [79] [80]

Con respecto a los tipos espectrales, Zoltán Balog propone que las estrellas de tipo O no pueden formar planetas debido a la fotoevaporación provocada por sus fuertes emisiones ultravioleta . [81] Al estudiar las emisiones ultravioleta, Andrea Buccino descubrió que solo el 40% de las estrellas estudiadas (incluido el Sol) tenían zonas habitables de agua líquida y ultravioleta superpuestas. [82] Las estrellas más pequeñas que el Sol, por otro lado, tienen distintos impedimentos para la habitabilidad. Por ejemplo, Michael Hart propuso que solo las estrellas de la secuencia principal de clase espectral K0 o más brillantes podrían ofrecer zonas habitables, una idea que ha evolucionado en los tiempos modernos hacia el concepto de un radio de bloqueo de mareas para las enanas rojas . Dentro de este radio, que es coincidente con la zona habitable de la enana roja, se ha sugerido que el vulcanismo causado por el calentamiento de las mareas podría causar un planeta "Venus de las mareas" con altas temperaturas y sin un ambiente hospitalario para la vida. [83]

Otros sostienen que las zonas habitables circunestelares son más comunes y que de hecho es posible que exista agua en planetas que orbitan estrellas más frías. Los modelos climáticos de 2013 respaldan la idea de que las estrellas enanas rojas pueden soportar planetas con temperaturas relativamente constantes sobre sus superficies a pesar del bloqueo de las mareas. [84] El profesor de astronomía Eric Agol sostiene que incluso las enanas blancas pueden mantener una zona habitable relativamente breve a través de la migración planetaria. [85] Al mismo tiempo, otros han escrito en apoyo similar de zonas habitables temporales, semi-estables alrededor de las enanas marrones . [83] Además, una zona habitable en las partes externas de los sistemas estelares puede existir durante la fase previa a la secuencia principal de la evolución estelar, especialmente alrededor de las enanas M, con una duración potencial de miles de millones de años. [86]

Evolución estelar

Es posible que se requiera un blindaje natural contra el clima espacial, como la magnetosfera representada en esta interpretación artística, para que los planetas sostengan el agua de la superficie durante períodos prolongados.

Las zonas habitables circunestelares cambian con el tiempo con la evolución estelar. Por ejemplo, las estrellas calientes de tipo O, que pueden permanecer en la secuencia principal durante menos de 10 millones de años, [87] tendrían zonas habitables que cambian rápidamente y que no favorecen el desarrollo de la vida. Las estrellas enanas rojas, por otro lado, que pueden vivir durante cientos de miles de millones de años en la secuencia principal, tendrían planetas con tiempo suficiente para que la vida se desarrolle y evolucione. [88] [89] Sin embargo, incluso mientras las estrellas están en la secuencia principal, su producción de energía aumenta constantemente, empujando sus zonas habitables más lejos; nuestro Sol, por ejemplo, era un 75% más brillante en el Archaean como lo es ahora, [90] y en el futuro, los continuos aumentos en la producción de energía pondrán a la Tierra fuera de la zona habitable del Sol, incluso antes de que alcance la fase de gigante roja . [91] Para hacer frente a este aumento de luminosidad, se ha introducido el concepto de zona habitable continuamente . Como sugiere el nombre, la zona continuamente habitable es una región alrededor de una estrella en la que los cuerpos de masa planetaria pueden sostener agua líquida durante un período determinado. Al igual que la zona habitable circunestelar general, la zona continuamente habitable de una estrella se divide en una región conservadora y extendida. [91]

En los sistemas de enanas rojas, las llamaradas estelares gigantes que podrían duplicar el brillo de una estrella en minutos [92] y las enormes manchas estelares que pueden cubrir el 20% de la superficie de la estrella, [93] tienen el potencial de despojar a un planeta habitable de su atmósfera y agua. . [94] Sin embargo, al igual que con las estrellas más masivas, la evolución estelar cambia su naturaleza y flujo de energía, [95] por lo que alrededor de 1.200 millones de años de edad, las enanas rojas generalmente se vuelven lo suficientemente constantes como para permitir el desarrollo de la vida. [94] [96]

Una vez que una estrella ha evolucionado lo suficiente como para convertirse en una gigante roja, su zona habitable circunestelar cambiará drásticamente con respecto al tamaño de su secuencia principal. [97] Por ejemplo, se espera que el Sol envuelva la Tierra previamente habitable como un gigante rojo. [98] [99] Sin embargo, una vez que una estrella gigante roja alcanza la rama horizontal , logra un nuevo equilibrio y puede sostener una nueva zona habitable circunestelar, que en el caso del Sol oscilaría entre 7 y 22 AU. [100] En tal etapa, la luna de Saturno, Titán , probablemente sería habitable en el sentido de la temperatura de la Tierra. [101] Dado que este nuevo equilibrio dura aproximadamente 1 Gyr , y debido a que la vida en la Tierra emergió en 0,7 Gyr a más tardar a partir de la formación del Sistema Solar, la vida posiblemente podría desarrollarse en objetos de masa planetaria en la zona habitable de las gigantes rojas. [100] Sin embargo, alrededor de una estrella que quema helio, procesos de vida importantes como la fotosíntesis solo podrían ocurrir alrededor de planetas donde la atmósfera tiene dióxido de carbono, ya que para cuando una estrella de masa solar se convierte en una gigante roja, los cuerpos de masa planetaria habrían ya absorbió gran parte de su dióxido de carbono libre. [102] Además, como demostraron Ramírez y Kaltenegger (2016) [99] , los vientos estelares intensos eliminarían por completo las atmósferas de estos cuerpos planetarios más pequeños, haciéndolos inhabitables de todos modos. Por lo tanto, Titán no sería habitable incluso después de que el Sol se convierta en un gigante rojo. [99] Sin embargo, no es necesario que la vida se origine durante esta etapa de evolución estelar para que sea detectada. Una vez que la estrella se convierte en una gigante roja y la zona habitable se extiende hacia afuera, la superficie helada se derretiría, formando una atmósfera temporal en la que se pueden buscar signos de vida que puedan haber estado prosperando antes del inicio de la etapa de gigante roja. [99]

Planetas del desierto

Las condiciones atmosféricas de un planeta influyen en su capacidad para retener el calor, por lo que la ubicación de la zona habitable también es específica de cada tipo de planeta: los planetas desérticos (también conocidos como planetas secos), con muy poca agua, tendrán menos vapor de agua en el atmósfera que la Tierra y, por lo tanto, tienen un efecto invernadero reducido , lo que significa que un planeta desértico podría mantener oasis de agua más cerca de su estrella que la Tierra del Sol. La falta de agua también significa que hay menos hielo para reflejar el calor en el espacio, por lo que el borde exterior de las zonas habitables de los planetas desérticos está más alejado. [103] [104]

Otras Consideraciones

Hidrosfera de la Tierra. El agua cubre el 71% de la superficie de la Tierra, y el océano global representa el 97,3% de la distribución de agua en la Tierra .

Un planeta no puede tener una hidrosfera, un ingrediente clave para la formación de vida basada en el carbono, a menos que haya una fuente de agua dentro de su sistema estelar. El origen del agua en la Tierra aún no se comprende completamente; Las posibles fuentes incluyen el resultado de impactos con cuerpos helados, desgasificación , mineralización , fugas de minerales hidratados de la litosfera y fotólisis . [105] [106] Para un sistema extrasolar, un cuerpo helado más allá de la línea de hielo podría migrar a la zona habitable de su estrella, creando un planeta oceánico con mares de cientos de kilómetros de profundidad [107] como GJ 1214 b [108] [109] o Kepler-22b pueden serlo. [110]

El mantenimiento del agua superficial líquida también requiere una atmósfera suficientemente espesa. Actualmente se teoriza la desgasificación, la desgasificación por impacto y la desgasificación de los posibles orígenes de las atmósferas terrestres. [111] Se cree que las atmósferas se mantienen a través de procesos similares junto con los ciclos biogeoquímicos y la mitigación del escape atmosférico . [112] En un estudio de 2013 dirigido por el astrónomo italiano Giovanni Vladilo , se demostró que el tamaño de la zona habitable circunestelar aumentaba con una mayor presión atmosférica. [74] Por debajo de una presión atmosférica de aproximadamente 15 milibares, se encontró que no se podía mantener la habitabilidad [74] porque incluso un pequeño cambio en la presión o la temperatura podría hacer que el agua no pudiera formarse como líquido. [113]

Aunque las definiciones tradicionales de la zona habitable asumen que el dióxido de carbono y el vapor de agua son los gases de efecto invernadero más importantes (como lo son en la Tierra), [29] un estudio [49] dirigido por Ramses Ramirez y la coautora Lisa Kaltenegger ha demostrado que el tamaño de la zona habitable aumenta considerablemente si se incluye también la prodigiosa desgasificación volcánica de hidrógeno junto con el dióxido de carbono y el vapor de agua. El borde exterior del Sistema Solar se extendería hasta 2,4 AU en ese caso. Se calcularon aumentos similares en el tamaño de la zona habitable para otros sistemas estelares. Un estudio anterior de Ray Pierrehumbert y Eric Gaidos [48] había eliminado por completo el concepto de CO 2 -H 2 O, argumentando que los planetas jóvenes podrían acumular decenas a cientos de barras de hidrógeno del disco protoplanetario, proporcionando suficiente efecto invernadero para Extienda el borde exterior del sistema solar a 10 AU. En este caso, sin embargo, el hidrógeno no se repone continuamente por el vulcanismo y se pierde en millones a decenas de millones de años.

En el caso de los planetas que orbitan en las CHZ de las estrellas enanas rojas, las distancias extremadamente cercanas a las estrellas provocan el bloqueo de las mareas , un factor importante en la habitabilidad. Para un planeta bloqueado por mareas, el día sidéreo es tan largo como el período orbital , lo que hace que un lado mire permanentemente a la estrella anfitriona y el otro lado mire hacia afuera. En el pasado, se pensaba que tal bloqueo de las mareas causaba un calor extremo en el lado que miraba hacia las estrellas y un frío intenso en el lado opuesto, haciendo que muchos planetas enanos rojos fueran inhabitables; sin embargo, los modelos climáticos tridimensionales en 2013 mostraron que el lado de un planeta enano rojo que mira hacia la estrella anfitriona podría tener una extensa cobertura de nubes, aumentando su albedo de enlace y reduciendo significativamente las diferencias de temperatura entre los dos lados. [84]

Los satélites naturales de masa planetaria también tienen el potencial de ser habitables. Sin embargo, estos cuerpos deben cumplir parámetros adicionales, en particular, estar ubicados dentro de las zonas habitables circumplanetarias de sus planetas anfitriones. [37] Más específicamente, las lunas deben estar lo suficientemente lejos de sus planetas gigantes anfitriones para que el calentamiento de las mareas no las transforme en mundos volcánicos como Io , [37] pero deben permanecer dentro del radio de Hill del planeta para que no sean arrastradas. fuera de la órbita de su planeta anfitrión. [114] Las enanas rojas que tienen masas inferiores al 20% de la del Sol no pueden tener lunas habitables alrededor de planetas gigantes, ya que el pequeño tamaño de la zona habitable circunestelar pondría una luna habitable tan cerca de la estrella que sería despojada de ella. su planeta anfitrión. En tal sistema, una luna lo suficientemente cerca de su planeta anfitrión para mantener su órbita tendría un calentamiento de las mareas tan intenso como para eliminar cualquier perspectiva de habitabilidad. [37]

Concepto artístico de un planeta en una órbita excéntrica que atraviesa el CHZ solo en una parte de su órbita.

Un objeto planetario que orbita una estrella con alta excentricidad orbital puede pasar solo una parte de su año en el CHZ y experimentar una gran variación de temperatura y presión atmosférica. Esto resultaría en cambios dramáticos de fase estacional donde el agua líquida puede existir solo de manera intermitente. Es posible que los hábitats del subsuelo puedan estar aislados de tales cambios y que los extremófilos en o cerca de la superficie puedan sobrevivir a través de adaptaciones como la hibernación ( criptobiosis ) y / o la hipertermostabilidad . Los tardígrados , por ejemplo, pueden sobrevivir en un estado deshidratado a temperaturas entre 0,150 K (-273 ° C) [115] y 424 K (151 ° C). [116] La vida en un objeto planetario que orbita fuera de CHZ podría hibernar en el lado frío a medida que el planeta se acerca al apastrón donde el planeta es más frío y activarse al acercarse al periastrón cuando el planeta está suficientemente caliente. [117]

Entre los exoplanetas , una revisión en 2015 llegó a la conclusión de que Kepler-62f , Kepler-186f y Kepler-442b eran probablemente los mejores candidatos para ser potencialmente habitables. [118] Estos se encuentran a una distancia de 1200, 490 y 1,120 años luz de distancia, respectivamente. De estos, Kepler-186f es similar en tamaño a la Tierra con una medida de radio terrestre de 1.2, y está ubicado hacia el borde exterior de la zona habitable alrededor de su estrella enana roja. Entre los candidatos a exoplanetas terrestres más cercanos , Tau Ceti e está a 11,9 años luz de distancia. Se encuentra en el borde interior de la zona habitable de su sistema solar, lo que le da una temperatura superficial promedio estimada de 68 ° C (154 ° F). [119]

Los estudios que han intentado estimar el número de planetas terrestres dentro de la zona habitable circunestelar tienden a reflejar la disponibilidad de datos científicos. Un estudio de 2013 de Ravi Kumar Kopparapu puso η e , la fracción de estrellas con planetas en el CHZ, en 0,48, [4] lo que significa que puede haber aproximadamente 95-180 mil millones de planetas habitables en la Vía Láctea. [120] Sin embargo, esto es simplemente una predicción estadística; sólo se ha descubierto una pequeña fracción de estos posibles planetas. [121]

Los estudios anteriores han sido más conservadores. En 2011, Seth Borenstein concluyó que hay aproximadamente 500 millones de planetas habitables en la Vía Láctea. [122] El estudio del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA de 2011, basado en observaciones de la misión Kepler , elevó un poco el número, estimando que se espera que alrededor del "1.4 al 2.7 por ciento" de todas las estrellas de clase espectral F , G y K tengan planetas en sus CHZ. [123] [124]

Hallazgos iniciales

Los primeros descubrimientos de planetas extrasolares en la CHZ ocurrieron pocos años después del descubrimiento de los primeros planetas extrasolares. Sin embargo, estas primeras detecciones fueron todas del tamaño de un gigante gaseoso y muchas en órbitas excéntricas. A pesar de esto, los estudios indican la posibilidad de grandes lunas similares a la Tierra alrededor de estos planetas que soportan agua líquida. [125] Uno de los primeros descubrimientos fue el 70 Virginis b , un gigante de gas inicialmente apodado "Ricitos de oro" debido a que no era ni "demasiado caliente" ni "demasiado frío". Un estudio posterior reveló temperaturas análogas a las de Venus, descartando cualquier potencial de agua líquida. [126] 16 Cygni Bb , también descubierto en 1996, tiene una órbita extremadamente excéntrica que pasa solo una parte de su tiempo en la CHZ, tal órbita causaría efectos estacionales extremos . A pesar de esto, las simulaciones han sugerido que un compañero suficientemente grande podría soportar agua superficial durante todo el año. [127]

Gliese 876 b , descubierto en 1998, y Gliese 876 c , descubierto en 2001, son ambos gigantes gaseosos descubiertos en la zona habitable alrededor de Gliese 876 que también puede tener grandes lunas. [128] Otro gigante gaseoso, Upsilon Andromedae d, fue descubierto en 1999 orbitando la zona habitable de Upsilon Andromidae.

Anunciado el 4 de abril de 2001, HD 28185 b es un gigante gaseoso que orbita completamente dentro de la zona habitable circunestelar de su estrella [129] y tiene una excentricidad orbital baja, comparable a la de Marte en el Sistema Solar. [130] Las interacciones de las mareas sugieren que podría albergar satélites habitables de masa terrestre en órbita alrededor de ella durante muchos miles de millones de años, [131] aunque no está claro si tales satélites podrían formarse en primer lugar. [132]

HD 69830 d , un gigante gaseoso con 17 veces la masa de la Tierra, fue encontrado en 2006 orbitando dentro de la zona habitable circunestelar de HD 69830 , a 41 años luz de la Tierra. [133] Al año siguiente, 55 Cancri f fue descubierto dentro de la CHZ de su estrella 55 Cancri A . [134] [135] Se cree que los satélites hipotéticos con suficiente masa y composición son capaces de soportar agua líquida en sus superficies. [136]

Aunque, en teoría, esos planetas gigantes podrían poseer lunas, no existía la tecnología para detectar lunas a su alrededor y no se habían descubierto lunas extrasolares. Los planetas dentro de la zona con potencial para superficies sólidas fueron, por lo tanto, de mucho mayor interés.

Supertierras habitables

La zona habitable de Gliese 581 comparada con la zona habitable del Sistema Solar.

El descubrimiento en 2007 de Gliese 581 c , la primera supertierra en la zona habitable circunestelar, generó un interés significativo en el sistema por parte de la comunidad científica, aunque más tarde se descubrió que el planeta tiene condiciones de superficie extremas que pueden parecerse a Venus. [137] Gliese 581 d, otro planeta del mismo sistema y que se cree que es un mejor candidato para la habitabilidad, también se anunció en 2007. Su existencia se desestimó más tarde en 2014, pero solo por poco tiempo. A partir de 2015, el planeta no tiene nuevas refutaciones. Gliese 581 g , otro planeta que se cree que fue descubierto en la zona habitable circunestelar del sistema, se consideró más habitable que Gliese 581 cy d. Sin embargo, su existencia también fue descartada en 2014, [138] y los astrónomos están divididos acerca de su existencia.

Un diagrama que compara el tamaño (impresión del artista) y la posición orbital del planeta Kepler-22b dentro de la zona habitable de la estrella Kepler 22 y la de la Tierra en el Sistema Solar.

Descubierto en agosto de 2011, se especuló inicialmente que HD 85512 b era habitable, [139] pero los nuevos criterios de zona habitable circunestelar ideados por Kopparapu et al. en 2013 colocó al planeta fuera de la zona habitable circunestelar. [121]

Kepler-22 b , descubierto en diciembre de 2011 por la sonda espacial Kepler , [140] es el primer exoplaneta en tránsito descubierto alrededor de una estrella similar al Sol . Con un radio 2,4 veces mayor que el de la Tierra, algunos han predicho que Kepler-22b es un planeta oceánico. [141] Gliese 667 Cc , descubierto en 2011, pero anunció en 2012, [142] es una súper-Tierra orbitando en la zona de habitabilidad de Gliese 667 C . Es uno de los planetas más parecidos a la Tierra que se conocen.

Gliese 163 c , descubierto en septiembre de 2012 en órbita alrededor de la enana roja Gliese 163 [143] se encuentra a 49 años luz de la Tierra. El planeta tiene 6,9 masas terrestres y 1.8 a 2.4 radios de la Tierra, y con su órbita cercana recibe 40 por ciento más radiación estelar que la Tierra, que conduce a temperaturas de la superficie de alrededor de 60 ° C . [144] [145] [146] HD 40307 g , un planeta candidato descubierto tentativamente en noviembre de 2012, se encuentra en la zona habitable circunestelar de HD 40307 . [147] En diciembre de 2012, Tau Ceti e y Tau Ceti f se encontraron en la zona habitable circunestelar de Tau Ceti , una estrella similar al Sol a 12 años luz de distancia. [148] Aunque son más masivos que la Tierra, se encuentran entre los planetas menos masivos encontrados hasta la fecha orbitando en la zona habitable; [149] sin embargo, Tau Ceti f, como HD 85512 b, no se ajustaba a los nuevos criterios de zona habitable circunestelar establecidos por el estudio de Kopparapu de 2013. [150] Ahora se considera inhabitable.

Planetas cercanos al tamaño de la Tierra y análogos solares

Comparación de la posición CHZ del planeta Kepler-186f de radio terrestre y el Sistema Solar (17 de abril de 2014)
Si bien es más grande que Kepler 186f, la órbita y la estrella de Kepler-452b son más similares a las de la Tierra.

Descubrimientos recientes han descubierto planetas que se cree que son similares en tamaño o masa a la Tierra. Los rangos "del tamaño de la Tierra" se definen típicamente por masa. El rango más bajo utilizado en muchas definiciones de la clase de supertierra es 1,9 masas terrestres; Asimismo, las sub-Tierras alcanzan el tamaño de Venus (~ 0,815 masas terrestres). También se considera un límite superior de 1,5 radios terrestres, dado que por encima de 1,5  R ⊕ la densidad media de los planetas disminuye rápidamente al aumentar el radio, lo que indica que estos planetas tienen una fracción significativa de volátiles por volumen sobre un núcleo rocoso. [151] Un planeta genuinamente parecido a la Tierra - un análogo de la Tierra o "gemelo de la Tierra" - necesitaría cumplir muchas condiciones más allá del tamaño y la masa; tales propiedades no son observables usando la tecnología actual.

Un análogo solar (o "gemelo solar") es una estrella que se parece al Sol. Hasta la fecha, no se ha encontrado ningún gemelo solar con una coincidencia exacta como la del Sol. Sin embargo, algunas estrellas son casi idénticas al Sol y se consideran gemelas solares. Un gemelo solar exacto sería una estrella G2V con una temperatura de 5.778 K, tener 4.600 millones de años, con la metalicidad correcta y una variación de la luminosidad solar del 0,1% . [152] Las estrellas con una edad de 4.600 millones de años se encuentran en el estado más estable. La metalicidad y el tamaño adecuados también son fundamentales para la variación de baja luminosidad. [153] [154] [155]

Utilizando datos recopilados por el observatorio espacial Kepler de la NASA y el observatorio WM Keck , los científicos han estimado que el 22% de las estrellas de tipo solar en la galaxia de la Vía Láctea tienen planetas del tamaño de la Tierra en su zona habitable . [156]

El 7 de enero de 2013, los astrónomos del equipo de Kepler anunciaron el descubrimiento de Kepler-69c (anteriormente KOI-172.02 ), un exoplaneta candidato del tamaño de la Tierra (1,7 veces el radio de la Tierra) que orbita Kepler-69 , una estrella similar a nuestro Sol, en CHZ y se espera que ofrezca condiciones habitables. [157] [158] [159] [160] El descubrimiento de dos planetas orbitando en la zona habitable de Kepler-62 , por el equipo de Kepler fue anunciado el 19 de abril de 2013. Los planetas, llamados Kepler-62e y Kepler-62f , son probablemente planetas sólidos con tamaños de 1,6 y 1,4 veces el radio de la Tierra, respectivamente. [159] [160] [161]

Con un radio estimado en 1,1 de la Tierra, Kepler-186f , descubrimiento anunciado en abril de 2014, es el tamaño más cercano a la Tierra de un exoplaneta confirmado por el método de tránsito [162] [163] [164] aunque su masa sigue siendo desconocida y su origen La estrella no es un análogo solar.

Kapteyn b , descubierto en junio de 2014, es un posible mundo rocoso de aproximadamente 4,8 masas terrestres y aproximadamente 1,5 radios terrestres orbitando la zona habitable de la estrella Kapteyn enana roja , a 12,8 años luz de distancia. [165]

El 6 de enero de 2015, la NASA anunció el exoplaneta número 1000 confirmado descubierto por el Telescopio Espacial Kepler . Se encontró que tres de los exoplanetas recientemente confirmados orbitan dentro de las zonas habitables de sus estrellas relacionadas : dos de los tres, Kepler-438b y Kepler-442b , son del tamaño de la Tierra y probablemente rocosos ; el tercero, Kepler-440b , es una super-Tierra . [166] Sin embargo, Kepler-438b es objeto de poderosas llamaradas, por lo que ahora se considera inhabitable. El 16 de enero, K2-3d , un planeta de 1,5 radios terrestres orbitando dentro de la zona habitable de K2-3 , recibe 1,4 veces la intensidad de la luz visible que la Tierra. [167]

Kepler-452b , anunciado el 23 de julio de 2015, es un 50% más grande que la Tierra, probablemente rocoso y tarda aproximadamente 385 días terrestres en orbitar la zona habitable de su estrella de clase G (análoga solar) Kepler-452 . [168] [169]

El descubrimiento de un sistema de tres planetas bloqueados por mareas que orbitan la zona habitable de una estrella enana ultrafría , TRAPPIST-1 , se anunció en mayo de 2016. [170] El descubrimiento se considera significativo porque aumenta drásticamente la posibilidad de que existan más pequeñas, más frías, estrellas más numerosas y cercanas que poseen planetas habitables.

Dos planetas potencialmente habitables, descubiertos por la misión K2 en julio de 2016 que orbitan alrededor de la enana M K2-72 a unos 227 años luz del Sol: K2-72c y K2-72e son de tamaño similar a la Tierra y reciben cantidades similares de radiación estelar. . [171]

Anunciado el 20 de abril de 2017, LHS 1140b es una super- Tierra superdensa a 39 años luz de distancia, 6,6 veces la masa de la Tierra y 1,4 veces el radio, su estrella es un 15% de la masa del Sol pero con una actividad de destellos estelares mucho menos observable que la mayoría. M enanos. [172] El planeta es uno de los pocos observables tanto por tránsito como por velocidad radial cuya masa se confirma con una atmósfera que puede estudiarse.

Descubierto por velocidad radial en junio de 2017, con aproximadamente tres veces la masa de la Tierra, Luyten b orbita dentro de la zona habitable de la estrella de Luyten a solo 12,2 años luz de distancia. [173]

A 11 años luz de distancia, se anunció un segundo planeta más cercano, Ross 128 b , en noviembre de 2017 luego de un estudio de la velocidad radial de una década de la estrella enana roja relativamente "tranquila" Ross 128. Con una masa de 1,35, la Tierra es aproximadamente del tamaño de la Tierra y es probable rocosa en la composición. [174]

Descubierto en marzo de 2018, K2-155d tiene aproximadamente 1,64 veces el radio de la Tierra, es probablemente rocoso y orbita en la zona habitable de su estrella enana roja a 203 años luz de distancia. [175] [176] [177]

Uno de los primeros descubrimientos del Satélite de Encuesta de Exoplanetas en Tránsito (TESS) anunciado el 31 de julio de 2019 es un planeta Super Tierra GJ 357 d que orbita el borde exterior de una enana roja a 31 años luz de distancia. [178]

K2-18b es un exoplaneta a 124 años luz de distancia, orbitando en la zona habitable de K2-18 , una enana roja. Este planeta es importante por el vapor de agua que se encuentra en su atmósfera; esto fue anunciado el 17 de septiembre de 2019.

En septiembre de 2020, los astrónomos identificaron 24 contendientes de planetas superhabitables (planetas mejores que la Tierra), de entre más de 4000 exoplanetas confirmados en la actualidad, basándose en parámetros astrofísicos , así como en la historia natural de formas de vida conocidas en la Tierra . [179]

Exoplanetas notables - Telescopio espacial Kepler
Pequeños exoplanetas confirmados en zonas habitables .
( Kepler-62e , Kepler-62f , Kepler-186f , Kepler-296e , Kepler-296f , Kepler-438b , Kepler-440b , Kepler-442b )
(Telescopio espacial Kepler; 6 de enero de 2015). [166]

El descubrimiento de lagos de hidrocarburos en Titán, la luna de Saturno, ha comenzado a cuestionar el chovinismo del carbono que sustenta el concepto CHZ.

Se ha descubierto que existen entornos de agua líquida en ausencia de presión atmosférica y a temperaturas fuera del rango de temperatura CHZ. Por ejemplo, las lunas de Saturno , Titán y Encelado, y las lunas de Júpiter , Europa y Ganímedes , todas las cuales están fuera de la zona habitable, pueden contener grandes volúmenes de agua líquida en los océanos subsuperficiales . [180]

Fuera del CHZ, el calentamiento de las mareas y la desintegración radiactiva son dos posibles fuentes de calor que podrían contribuir a la existencia de agua líquida. [16] [17] Abbot y Switzer (2011) plantean la posibilidad de que exista agua subterránea en planetas rebeldes como resultado del calentamiento basado en la desintegración radiactiva y el aislamiento de una gruesa capa superficial de hielo. [19]

Con algunas teorías de que la vida en la Tierra puede haberse originado realmente en hábitats subterráneos estables, [181] [182] se ha sugerido que puede ser común que los hábitats extraterrestres del subsuelo húmedo como estos "rebosen de vida". [183] De hecho, en la Tierra misma se pueden encontrar organismos vivos a más de 6 kilómetros por debajo de la superficie. [184]

Otra posibilidad es que, fuera de la CHZ, los organismos puedan utilizar bioquímicas alternativas que no requieran agua en absoluto. El astrobiólogo Christopher McKay , ha sugerido que el metano ( CH
4) puede ser un disolvente propicio para el desarrollo de la "criolvida", con la "zona habitable de metano" del Sol centrada en 1.610.000.000 km (1,0 × 10 9  mi; 11 AU) de la estrella. [23] Esta distancia coincide con la ubicación de Titán, cuyos lagos y lluvia de metano lo convierten en un lugar ideal para encontrar la criolvida propuesta por McKay. [23] Además, las pruebas de varios organismos han encontrado que algunos son capaces de sobrevivir en condiciones extra-CHZ. [185]

La hipótesis de las tierras raras sostiene que la vida compleja e inteligente es poco común y que la CHZ es uno de los muchos factores críticos. Según Ward & Brownlee (2004) y otros, la órbita CHZ y el agua superficial no solo son un requisito principal para sustentar la vida, sino también un requisito para sustentar las condiciones secundarias necesarias para que surja y evolucione la vida multicelular . Los factores secundarios de habitabilidad son tanto geológicos (el papel del agua superficial en el mantenimiento de la tectónica de placas necesaria) [35] como bioquímicos (el papel de la energía radiante en el apoyo de la fotosíntesis para la oxigenación atmosférica necesaria). [186] Pero otros, como Ian Stewart y Jack Cohen en su libro de 2002 Evolving the Alien, argumentan que la vida inteligente compleja puede surgir fuera de la CHZ. [187] La vida inteligente fuera de la CHZ puede haber evolucionado en entornos subterráneos, a partir de bioquímicas alternativas [187] o incluso a partir de reacciones nucleares. [188]

En la Tierra, se han identificado varias formas de vida multicelulares complejas (o eucariotas ) con el potencial de sobrevivir a las condiciones que podrían existir fuera de la zona habitable conservadora. La energía geotérmica sostiene antiguos ecosistemas circunventales, que sustentan grandes formas de vida complejas como Riftia pachyptila . [189] Se pueden encontrar ambientes similares en océanos presurizados debajo de costras sólidas, como las de Europa y Encelado, fuera de la zona habitable. [190] Se han probado numerosos microorganismos en condiciones simuladas y en órbita terrestre baja, incluidos los eucariotas. Un ejemplo animal es el tardigradum Milnesium , que puede soportar temperaturas extremas muy por encima del punto de ebullición del agua y el frío vacío del espacio exterior. [191] Además, se ha descubierto que los líquenes Rhizocarpon geographicum y Xanthoria elegans sobreviven en un entorno donde la presión atmosférica es demasiado baja para el agua líquida de la superficie y donde la energía radiante también es mucho menor que la que la mayoría de las plantas necesitan para realizar la fotosíntesis. . [192] [193] [194] Los hongos Cryomyces antarcticus y Cryomyces minteri también pueden sobrevivir y reproducirse en condiciones similares a las de Marte. [194]

Las especies, incluidos los humanos , que se sabe que poseen cognición animal requieren grandes cantidades de energía, [195] y se han adaptado a condiciones específicas, incluida la abundancia de oxígeno atmosférico y la disponibilidad de grandes cantidades de energía química sintetizada a partir de energía radiante. Si los humanos van a colonizar otros planetas, es más probable que los verdaderos análogos de la Tierra en la CHZ proporcionen el hábitat natural más cercano; este concepto fue la base del estudio de Stephen H. Dole de 1964. Con la temperatura, la gravedad, la presión atmosférica y la presencia de agua adecuadas, se puede eliminar la necesidad de trajes espaciales o análogos del hábitat espacial en la superficie, y la compleja vida de la Tierra puede prosperar. [2]

Los planetas en la CHZ siguen siendo de gran interés para los investigadores que buscan vida inteligente en otras partes del universo. [196] La ecuación de Drake , a veces utilizada para estimar el número de civilizaciones inteligentes en nuestra galaxia, contiene el factor o parámetro n e , que es el número promedio de objetos de masa planetaria que orbitan dentro del CHZ de cada estrella. Un valor bajo apoya la hipótesis de las tierras raras, que postula que la vida inteligente es una rareza en el Universo, mientras que un valor alto proporciona evidencia del principio de mediocridad de Copérnico , la opinión de que la habitabilidad, y por lo tanto la vida, es común en todo el Universo. [35] Un informe de la NASA de 1971 por Drake y Bernard Oliver propuso el " pozo de agua ", basado en las líneas de absorción espectral de los componentes de hidrógeno e hidroxilo del agua, como una banda buena y obvia para la comunicación con inteligencia extraterrestre [197] [198 ] que desde entonces ha sido ampliamente adoptado por los astrónomos involucrados en la búsqueda de inteligencia extraterrestre. Según Jill Tarter , Margaret Turnbull y muchos otros, los candidatos de CHZ son los objetivos prioritarios para las búsquedas de pozos de agua estrechos [199] [200] y el Allen Telescope Array ahora extiende el Proyecto Phoenix a tales candidatos. [201]

Debido a que la CHZ se considera el hábitat más probable para la vida inteligente, los esfuerzos de METI también se han centrado en sistemas que probablemente tengan planetas allí. El Mensaje de la Edad Adolescente de 2001 y la Llamada Cósmica 2 de 2003 , por ejemplo, fueron enviados al sistema 47 Ursae Majoris , conocido por contener tres planetas con la masa de Júpiter y posiblemente con un planeta terrestre en la CHZ. [202] [203] [204] [205] El mensaje de la edad adolescente también se dirigió al sistema 55 Cancri, que tiene un gigante gaseoso en su CHZ. [134] Un mensaje de la Tierra en 2008, [206] y Hola desde la Tierra en 2009, se dirigieron al sistema Gliese 581, que contiene tres planetas en la CHZ: Gliese 581 c, d y el g no confirmado.

  • Índice de similitud de la Tierra  : escala para determinar qué tan similar es un planeta a la Tierra
  • Vida extraterrestre: vida  hipotética que puede ocurrir fuera de la Tierra y que no se originó en la Tierra.
  • Agua líquida extraterrestre  : agua en su estado líquido que se encuentra naturalmente fuera de la Tierra.
  • Zona habitable galáctica  : región de una galaxia en la que es muy probable que se desarrolle vida.
  • Habitabilidad de los satélites naturales  : medida del potencial de los satélites naturales para tener entornos propicios para la vida.
  • Tipos hipotéticos de bioquímica  : posibles bioquímicos alternativos utilizados por las formas de vida
  • Habitabilidad planetaria  : grado en el que un planeta es adecuado para la vida tal como la conocemos.
  • Hipótesis de la tierra rara  - Hipótesis que la vida extraterrestre complejo es improbable y extremadamente raro
  • Zona de venus

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