¡Aquí vamos con mi primera sesión de preguntas!
Antes de responder a esta pregunta, es importante aclarar que nuestra definición actual de habitabilidad solo puede basarse en la única ubicación conocida de la vida en el universo: la Tierra. Ciertamente, hay mucho que aún no entendemos acerca de todos los entornos posibles para la vida, pero la especulación sin control rápidamente se vuelve poco científica.
Dicho esto, estas son algunas de las cualidades que examinamos para determinar la habitabilidad de un planeta:
- ¿Cuáles son los nombres, en orden, de todos los planetas oficiales actualmente en nuestro Sistema Solar?
- ¿Qué pasaría si la luna mantuviera la misma masa pero tuviera el volumen de una lenteja?
- ¿El sistema solar recién descubierto, TRAPPIST-1, es capaz de fomentar la vida?
- ¿Qué pasaría si la Tierra girara de repente más rápido de lo normal?
- ¿Qué exo planeta es el mejor candidato para la colonización humana?
- Una fuente de energía. Necesitamos que nuestro planeta habitable reciba energía. Elijamos algo al azar, como una estrella.
- Agua líquida. Este es el requisito principal para nuestra definición de habitable. La “zona habitable” interior se define [1] como la distancia mínima entre el planeta y la estrella (llamada eje semi-mayor) donde el planeta puede residir antes de que ocurra el efecto invernadero desbocado y cualquier agua superficial se convierta en vapor. El borde exterior de la zona habitable es el eje semi-mayor máximo más allá del cual incluso un fuerte efecto invernadero (con una densa atmósfera de CO [matemática] _2 [/ matemática]) no podría sostener temperaturas superficiales lo suficientemente altas para agua líquida. El agua líquida es el medio óptimo donde el transporte químico puede ocurrir de manera suficientemente eficiente como para que se puedan desarrollar organismos complejos.
- Una atmósfera. Sin una atmósfera, un planeta no puede advectar calor ni proteger a los organismos de radiaciones y partículas peligrosas. Además, las atmósferas son claramente un requisito para que los organismos puedan acceder a los átomos y moléculas necesarios para las reacciones metabólicas. Esto también ocurre en ambientes líquidos, pero aún se necesitaría una atmósfera planetaria. Sin uno, la falta de presión atmosférica y la exposición directa a la radiación estelar evaporarían el océano.
- Campo magnético ( probablemente ). En realidad, esto se entiende menos de lo que puedas imaginar. Por lo general, vemos un campo magnético como algo que protege la atmósfera de las partículas cargadas y la erosión atmosférica. Eso todavía parece ser cierto, pero la historia está incompleta. Venus no tiene un campo magnético particularmente fuerte y, sin embargo, tiene una atmósfera muy espesa. La implicación es que una atmósfera de cierta composición y densidad puede protegerse del escape excesivo de partículas, pero este tipo de atmósferas no parecen ser muy hospitalarias. Por ahora, aún debemos considerar los campos magnéticos como importantes para el desarrollo de la vida. En cualquier caso, esto no es algo que podamos estudiar actualmente con exoplanetas, ya que los campos magnéticos permanecen indetectables alrededor de objetos tan pequeños y distantes.
- Una estrella de larga vida. La vida lleva tiempo para desarrollarse. Si tienes un planeta alrededor de una estrella masiva, la estrella puede, y probablemente morirá, antes de que las condiciones del planeta se vuelvan habitables. La Tierra tardó aproximadamente mil millones de años antes de que la superficie del planeta y el sistema solar se calmaran lo suficiente como para que pudieran surgir organismos unicelulares. El bombardeo constante y un juego global de The Floor is Lava significaba que era un lugar bastante hostil para organismos de cualquier tipo. Incluso después de eso, el desarrollo de organismos multicelulares tomó otros 2.900 millones de años . He mencionado antes [2] y mencionaré nuevamente que los enanos M son candidatos estelares óptimos para encontrar mundos habitables. Una razón se debe a sus vidas increíblemente largas, que están en el estadio de béisbol de cientos de miles de millones a billones de años.
- Un ambiente radiativo de baja radiación UV. Hay mucho que decir sobre esto, pero lo mantendré breve. La intensa radiación ultravioleta y de rayos X es perjudicial para las atmósferas (descomposición fotoquímica, evaporación), aguas superficiales (los océanos se vaporizan) y organismos (cáncer, etc.). Por lo tanto, un planeta alrededor de una estrella con radiación XUV muy intensa o llamarada tendrá algunos problemas de habitabilidad. Estas son malas noticias para M Dwarfs, porque son bastante activos en esta región del espectro EM. Sin embargo, la actividad M Dwarf XUV se calma un poco a medida que envejecen (la rotación se ralentiza, los campos magnéticos se debilitan, la quema se vuelve menos intensa / frecuente), por lo que los mundos rocosos de la zona habitable alrededor de M Dwarfs más antiguos tienen mejores posibilidades de habitabilidad.
- Una [relativa] falta de gigantes gaseosos. [3] Esto, como el último punto, no es un atributo del planeta en sí mismo, pero ten paciencia conmigo porque es importante. Durante mucho tiempo, pensamos que Júpiter era nuestro amigo, protegiéndonos de los objetos del sistema solar exterior que terminaban con la civilización. Como resultado, es más probable que los gigantes gaseosos envíen esos objetos que se dirigen directamente hacia nosotros que se desvíen y protejan. Además de esto, los planetas masivos en los sistemas planetarios enanos M (el lugar más probable donde encontraremos planetas habitables) pueden interrumpir la formación de planetas rocosos más pequeños al proporcionar suficiente interrupción de las mareas en el curso de muchas órbitas que la formación planetesimal de acumulación de núcleos no puede ocurrir Por lo tanto, creemos que la habitabilidad no es tan probable en los sistemas planetarios que poseen gigantes gaseosos.
- Rotación. Esto es por 2 razones: Primero, es importante para mantener un campo magnético fuerte (ver arriba). Segundo, 1: 1 (1 rotación por órbita) planetas bloqueados por mareas tienen un problema de circulación atmosférica. Tienes un lado del planeta increíblemente caliente y el otro lado increíblemente frío. Para atmósferas espesas, el calor aún puede circular y es posible que tenga regiones habitables cerca del terminador día-noche. Para atmósferas delgadas, lo que puede suceder es que los gases atmosféricos se calientan en el lado del día, circulan hacia el lado nocturno y se congelan como hielo. Esto continuará hasta que toda la atmósfera se congele, habiendo precipitado en el lado nocturno.
- Baja excentricidad orbital. Cuanto más circular sea la órbita, mejor. Una órbita altamente excéntrica significa que el planeta pasa algún tiempo muy cerca de la estrella, recibiendo toneladas de energía. El resto del tiempo se gasta más lejos, perdiendo esa energía en el espacio. Cuanto más estable sea el entorno de un planeta, es más probable que se pueda desarrollar vida sin tener que adaptarse a una variabilidad estacional compleja.
- Placas tectónicas. [4] Este es un poco menos obvio y muy bajo en la lista de lo que realmente podemos esperar entender cuando se trata de exoplanetas. En resumen, la tectónica de placas proporciona calor y energía a la superficie del planeta, y también juega un papel importante en la mezcla química, así como en la desgasificación potencialmente crucial. A veces esto no es genial (la vida en la Tierra preferiría que los volcanes no arrojaran cenizas y CO [matemáticas] _2 [/ matemáticas]) pero también puede ser un mecanismo por el cual el agua, el oxígeno y los elementos pesados se vuelven accesibles en la superficie.
Estos son los factores más obvios que evaluamos cuando hablamos de habitabilidad planetaria. Recomiendo las notas al pie para un estudio más profundo de estos conceptos.
Notas al pie
[1] [1610.05765] La habitabilidad de los planetas que orbitan estrellas enanas M
[2] Respuesta del usuario de Quora a ¿Cuál es el rango de masa más óptimo de una estrella para la habitabilidad de los planetas circundantes?
[3] amigo o enemigo? II: los centauros
[4] Factores que afectan la habitabilidad de los planetas similares a la Tierra
