Zona habitable

Zona habitable , zona habitable , zona de vida [1] ( ing.  zona habitable, HZ ) en astronomía  : un área condicional en el espacio , determinada sobre la base de que las condiciones en la superficie de los planetas ubicados en él estarán cerca de las condiciones en la Tierra y garantizará la existencia de agua en fase líquida . En consecuencia, tales planetas (o sus satélites ) serán favorables para el surgimiento de la vida , similar a la tierra. La probabilidad de ocurrencia de vida es mayor en la zona habitable en la vecindad de la estrella ( zona habitable circunestelar, CHZ ), mientras que se encuentra en la zona habitable de la galaxia ( zona habitable galáctica, GHZ ), aunque la investigación sobre esta última aún está en proceso. su infancia

La presencia de un planeta en la zona habitable y su favorable para la vida no están necesariamente relacionados: la primera característica describe las condiciones en el sistema planetario en su conjunto, y la segunda, directamente en la superficie de un cuerpo celeste.

... se sentó en la silla de un oso grande y fornido, pero le pareció demasiado difícil. Se trasladó a la silla del oso del medio, pero le pareció demasiado blanda. Finalmente, se dejó caer en el sillón de un diminuto cachorro de oso bebé, y le pareció que no era ni duro ni blando, sino perfecto.

Cuento popular inglés "Tres osos" traducido por M. Klyagina-Kondratieva

En la literatura inglesa, la zona habitable también se llama Goldilocks Zone .  El nombre es una referencia al cuento de hadas inglés Goldilocks and the Three Bears , conocido en ruso como "The Three Bears ". En el cuento de hadas, Ricitos de oro intenta utilizar varios conjuntos de tres objetos homogéneos, en cada uno de los cuales uno de los objetos resulta excesivo en algún parámetro (grande, duro, caliente, etc.), el otro es insuficiente (pequeño, suave, frío...), y el tercero, intermedio entre ellos, el sujeto cae "justo a la perfección". De manera similar, para estar en la zona habitable, el planeta no debe estar ni muy lejos de la estrella ni muy cerca de ella, sino a la distancia "correcta".

Zona habitable de una estrella

Los límites de la zona habitable se establecen en base al requerimiento de que los planetas en ella tengan agua en estado líquido, ya que es un solvente necesario en muchas reacciones bioquímicas.

Más allá del borde exterior de la zona habitable, el planeta no recibe suficiente radiación de la luminaria central para compensar las pérdidas de radiación, y su temperatura caerá por debajo del punto de congelación del agua. Un planeta más cerca del sol que el borde interior de la zona habitable se sobrecalentaría por su radiación, provocando la evaporación del agua.

La distancia desde la estrella donde este fenómeno es posible se calcula a partir del tamaño y la luminosidad de la estrella. El centro de la zona habitable de una estrella en particular se describe mediante la ecuación:

, dónde:  es el radio medio de la zona habitable en unidades astronómicas ,  es el índice bolométrico ( luminosidad ) de la estrella,  es el índice bolométrico (luminosidad) del Sol.

Zona habitable en el sistema solar

Hay diferentes estimaciones de dónde se extiende la zona habitable en el Sistema Solar :

Límite interior, a.e. Límite externo, a.u. Fuente notas
0.725 1.24 Dole 1964 [2] Estimado asumiendo una atmósfera ópticamente transparente y un albedo fijo .
0,95 1.01 Hart et al. 1978, 1979 [3] Las estrellas K0 y más allá no pueden tener una zona habitable
0,95 3.0 Niebla 1992 [4] Valoración mediante ciclos de carbono
0,95 1.37 Fundición et al. 1993 [5]
— 1-2% más... Budyko 1969 [6] , Vendedores 1969 [7] , Norte 1975 [8] … conduce a la glaciación global.
4-7% más cerca... — Rasool y DeBurgh 1970 [9] …y los océanos no se condensarán.
— — Schneider y Thompson 1980 [10] Crítica de Hart.
— — Fundición 1991 [11]
— — Fundición 1988 [12] Las nubes de agua pueden estrechar la zona habitable a medida que aumentan el albedo y, por lo tanto, contrarrestan el efecto invernadero .
— — Ramanathan y Collins 1991 [13] El efecto invernadero de la radiación infrarroja tiene un efecto más fuerte que el aumento del albedo debido a las nubes, y Venus debería haber estado seco.
— — Lovelock 1991 [14]
— — Whitemire et al. 1991 [15]

Zona habitable galáctica

Las consideraciones de que la ubicación del sistema planetario , ubicado dentro de la galaxia , debería tener un impacto en la posibilidad del desarrollo de la vida, llevaron al concepto de la llamada. "zona habitable galáctica" ( ing.  GHZ , zona habitable galáctica ). El concepto fue desarrollado aún más en 1995 por Guillermo González [16] a pesar de haber sido cuestionado [17] .

La zona habitable galáctica es, según las ideas actualmente disponibles, una región en forma de anillo ubicada en el plano del disco galáctico . En la Vía Láctea , se estima que la zona habitable está ubicada en una región de 7 a 9 kpc del centro de la galaxia , que se expande con el tiempo y contiene estrellas de 4 a 8 mil millones de años. De estas estrellas, el 75% son más antiguas que el Sol [18] .

En 2008, un grupo de científicos publicó extensas simulaciones por computadora [19] de que, al menos en galaxias como la Vía Láctea, estrellas como el Sol pueden migrar largas distancias. Esto contradice el concepto de que algunas zonas de la galaxia son más adecuadas para la formación de vida que otras [20] [21] .

Búsqueda de planetas en la zona habitable

Los planetas en zonas habitables son de gran interés para los científicos que buscan tanto vida extraterrestre como futuros hogares para la humanidad [22] .

La Ecuación de Drake , que intenta determinar la probabilidad de vida inteligente extraterrestre, incluye una variable ( ne ) como el número de planetas habitables en sistemas estelares con planetas. Encontrar exoplanetas Goldilocks ayuda a refinar los valores de esta variable. Los valores extremadamente bajos pueden respaldar la hipótesis de la Tierra única , que establece que una serie de sucesos y eventos extremadamente improbables llevaron al origen de la vida en la Tierra. Los valores altos pueden reforzar el principio copernicano de mediocridad en la posición: una gran cantidad de planetas Goldilocks significa que la Tierra no es única.

La búsqueda de planetas del tamaño de la Tierra en las zonas habitables de las estrellas es una parte clave de la misión Kepler , que utiliza el Telescopio Espacial (lanzado el 7 de marzo de 2009, UTC) para estudiar y caracterizar planetas en zonas habitables [23] . Hasta abril de 2011 se han descubierto 1235 posibles planetas, de los cuales 54 se encuentran en zonas habitables [24] .

El primer exoplaneta confirmado en la zona habitable, Kepler-22 b  , fue descubierto en 2011 [25] . A partir del 3 de febrero de 2012, se sabe que cuatro planetas confirmados de forma fiable se encuentran en las zonas habitables de sus estrellas [26] .

El 23 de julio de 2015 se descubrió el exoplaneta Kepler-452 b en la constelación Cygnus . Su diámetro es solo un 60% más grande que el diámetro de la Tierra, lo que lo hace más similar a nuestro planeta de lo que se había descubierto anteriormente. El período de revolución del planeta alrededor de la estrella es de 385 días, que también es extremadamente cercano al período de revolución de la Tierra alrededor del Sol [27] .

El 22 de febrero de 2017, la NASA anunció que había descubierto siete exoplanetas a la vez cerca de la estrella enana ultrafría TRAPPIST-1 , tres de los cuales tienen dimensiones comparables a la Tierra y están ubicados en la “zona habitable” con posibilidad de agua líquida . 28] .

Después de que el telescopio espacial Gaia refinara los datos sobre la distancia de hasta 130 millones de estrellas y su luminosidad, de los 30 exoplanetas similares a la Tierra y potencialmente habitables encontrados por el telescopio Kepler , 12 planetas mantuvieron el estatus de mundos similares a la Tierra en el espacio habitable. zona en 2018 (según estimaciones optimistas) o 2 planetas (según las estimaciones más pesimistas) [29] [30] .

TOI-700 d es el primer exoplaneta terrestre descubierto ubicado en la zona habitable de su estrella. Descubierto por el método de tránsito con el telescopio TESS [31] .

Crítica

El concepto de zona habitable es criticado por Ian Stewart y Jack Cohen en Evolving the Alien . Las dos objeciones principales son que, por un lado, se supone que la vida extraterrestre tiene los mismos requisitos de condiciones ambientales que la terrestre (el llamado " chauvinismo del carbono "), y por otro lado, se pasa por alto la circunstancia. que la proximidad al sol no es la única manera posible de crear temperatura suficiente en el planeta [32] . En particular, se cree que Europa , la luna de Júpiter, tiene un poderoso océano subterráneo acuoso bastante calentado, cuyas profundidades recuerdan mucho a las profundidades de los océanos de la Tierra. La existencia de extremófilos en la Tierra , como los tardígrados , hace bastante posible la existencia de vida en Europa , a pesar de que Europa se encuentra fuera de la zona habitable calculada. En Titán , la luna de Saturno, la vida puede no ser oxígeno-hidrógeno (agua), sino más bien una base de metano. Según el astrónomo Carl Sagan , la vida no acuática también es posible en gigantes gaseosos como Júpiter.

Las cantidades variables de actividad volcánica, los efectos de las mareas, la masa planetaria e incluso la descomposición radiactiva pueden afectar los niveles de calor y radiación en un planeta y reducir los requisitos previos para la vida en los planetas de la zona habitable. Así, aunque es probable que la vida terrestre pudiera adaptarse a un entorno similar al de Europa, el origen de la vida en esta última es mucho menos probable debido a la severa radiación a la que Europa está expuesta por el potente campo magnético de Júpiter. Y es posible que en un planeta que eventualmente salió más allá de la zona habitable (por ejemplo, en los mismos gigantes gaseosos y Titán u otro satélite de Saturno Encelado ), la vida sea más probable que en uno que, según los cálculos generales, está incluido. en eso.

Notas

  1. ↑ Vladímir Surdin . Zona de vida // Variante Trinity. - 2014. - Nº 2 (146).
  2. ↑ Planetas para el hombre, Dole & Asimov 1964 . Fecha de acceso: 30 de enero de 2011. Archivado desde el original el 12 de agosto de 2012.
  3. ↑ Hart et al 1978, 1979 Icarus vol.37, 351-35
  4. ↑ Niebla 1992
  5. ↑ Kasting et al 1993, Ícaro 101, 108-128
  6. ↑ Budyko 1969
  7. ↑ Vendedores 1969
  8. ↑ Norte 1975
  9. ↑ Rasool y DeBurgh 1970
  10. ↑ Schneider y Thompson 1980
  11. ↑ Casting 1991
  12. ↑ Casting 1988
  13. ↑ Ramanathan y Collins 1991
  14. ↑ Lovelock 1991
  15. ↑ Whitemire et al 1991
  16. ↑ Guillermo González , Donald Brownlee, Peter Ward. La Zona Habitable Galáctica: Evolución Química Galáctica  : [ ing. ] // Ícaro  : rec. científico revista _ - 2001. - T. 152, N° 1. - S. 185-200. — ISSN 0019-1035 . -arXiv : astro - ph/0103165 . - . -doi : 10.1006 / icar.2001.6617 . — PMID 14704421 .
  17. ↑ Nikos Prantzos. Sobre la “Zona Habitable Galáctica”  : [ ing. ] // Reseñas de ciencia espacial  : op. científico revista _ - 2008. - T. 135, N° 1-4. - S. 313-332. — ISSN 1572-9672 . — arXiv : astro-ph/0612316 . -doi : 10.1007 / s11214-007-9236-9 . .
  18. ↑ Charles H. Lineweaver, Yeshe Fenner, Brad K. Gibson. La Zona Habitable Galáctica y la Distribución de Edades de la Vida Compleja en la Vía Láctea  : [ ing. ] // Ciencia  : rec. científico revista _ - 2004. - T. 303, N° 5654. - S. 59-62. — ISSN 0036-8075 . — arXiv : astro-ph/0401024 . -doi : 10.1126 / ciencia.1092322 .
  19. ↑ Rok Roškar, Victor P. Debattista, Thomas R. Quinn, Gregory S. Stinson y James Wadsley. Cabalgando las Ondas Espirales: Implicaciones de la Migración Estelar para las Propiedades de los Discos Galácticos  : [ ing. ] // El diario astrofísico  : op. científico revista _ - 2008. - T. 684, N° 2. - S. L79-L82. — ISSN 0004-637X . -arXiv : 0808.0206 . _ -doi : 10.1086/ 527546 . .
  20. ↑ Sol Inmigrante: Nuestra Estrella Podría Estar Lejos de Donde Comenzó en la Vía Láctea  . Newswise.com (15 de septiembre de 2008). Fecha de acceso: 24 de enero de 2013. Archivado desde el original el 2 de febrero de 2013.
  21. ↑ Stephen Battersby. El viaje salvaje de la Tierra: nuestro viaje a través de la Vía Láctea  (inglés) . Nuevo científico (5 de diciembre de 2011). Fecha de acceso: 24 de enero de 2013. Archivado desde el original el 2 de febrero de 2013.
  22. ↑ Joe Palca. La temperatura del planeta 'Ricitos de oro' es perfecta para la vida . Consultado el 5 de abril de 2011. Archivado desde el original el 27 de febrero de 2012.
  23. ↑ David Koch; Alan Gould. Descripción general de la Misión Kepler  (inglés)  (enlace no disponible) . NASA (marzo de 2009). Consultado el 2 de abril de 2009. Archivado desde el original el 11 de octubre de 2007.
  24. ↑ Mike Wall. La imagen muestra 1.235 mundos natales extraterrestres  potenciales . Noticias FOX (abril de 2011). Consultado el 3 de abril de 2011. Archivado desde el original el 27 de febrero de 2012.
  25. ↑ Iván Terekhov. Kepler- 22b es el primer exoplaneta confirmado en la zona habitable . 3dnews.ru (12 de julio de 2011). Recuperado: 5 de enero de 2012. 
  26. ↑ Datos de posibles exoplanetas y exolunas habitables  . Laboratorio de Habitabilidad Planetaria (2 de febrero de 2012). Consultado el 3 de febrero de 2012. Archivado desde el original el 5 de junio de 2012.
  27. ↑ Daria Zhelnina. Novaya Zemlya: descubierto el primer exoplaneta similar al nuestro . National Geographic (23 de julio de 2015). Consultado el 4 de marzo de 2016. Archivado desde el original el 10 de marzo de 2016.
  28. ↑ Ashley StricklandCNN. Los astrónomos descubren 7 planetas del tamaño de la Tierra que orbitan una estrella cercana . CNN. Consultado el 22 de febrero de 2017. Archivado desde el original el 22 de febrero de 2017.
  29. ↑ ¿Rocoso? ¿Habitable? Evaluando una galaxia de planetas Archivado el 31 de octubre de 2018 en Wayback Machine , 1 de octubre de 2018. 25, 2018
  30. ↑ La mayoría de los "planetas similares a la Tierra y potencialmente habitables" han sido despojados de este estado . Archivado el 10 de noviembre de 2018 en Wayback Machine , 31 de octubre de 2018.
  31. ↑ El telescopio TESS encuentra el primer planeta del tamaño de la Tierra en zona habitable . Consultado el 11 de enero de 2020. Archivado desde el original el 8 de enero de 2020.
  32. ↑ Jack Cohen, Ian Stewart. Evolución del extraterrestre: la ciencia de la vida extraterrestre. — 1ª edición. — Ebury y bermellón. — 388 pág. — ISBN 978-0091879273 .

Enlaces

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