James Fraser Kasting es considerado el fundador de la habitabilidad planetaria moderna con su libro "How to Find a Habitable Planet”. Su planteamiento de 1993 sobre zonas habitables fue particularmente decisivo en la conformación del pensamiento en esta materia. La zona habitable se define como el lugar del sistema planetario en el que es posible la presencia de mares de agua en la superficie del planeta.
 |
| La distancia va en función de la Raíz Cuadrada de la Intensidad Luminosa de la estrella. Una estrella 4 veces más luminosa que el Sol a 2 UA producirá el mismo flujo luminoso que en la Tierra. (Fuente: Wikipedia) |
Se calcula analizando un planeta similar a la Tierra con atmósfera de CO2/H2O/N2. Estimaciones conservadoras para estas distancias en nuestro Sistema Solar son 0.95 UA ("Pérdida del Agua": presencia de agua en la estratosfera, fotólisis y escape del hidrógeno) y 1.37 UA (condensación del CO2). Marte no entraba.
 |
| El Sol visto desde Marte. aunque actualmente este planeta está en la Zona Habitable no se ha detectado vida (Fuente: NASA) |
Otros límites más optimistas se definían empíricamente basados en el hecho de que el Venus joven pudo ser húmedo (0.75 UA) y que el Marte antiguo pudo tener mares de agua (1.77 UA). Es claro que estos límites han sido obtenidos empíricamente partiendo de asunciones sobre la historia del Sistema Solar.
Kopparapu, Ramírez y Kasting en 2013 actualizaron los estudios de Kasting de 1993 (20 años después). Las nuevas estimaciones eran 0.99 UA ("Pérdida del Agua" o "Efecto Invernadero Húmedo", mismo criterio que Kasting) y 1.70 UA ("Máximo Efecto Invernadero").
También incluían los límites optimistas y empíricos para el Venus joven (0.75 UA) y que el Marte antiguo pudo tener mares de agua (1.77 UA). El efecto de la condensación del CO2 propuesto por Kasting no fue considerado, ya que había sido mostrado que no era correcto (Forget et al. 1997). En un paper posterior de 2014, Kopparapu y Ramirez muestran la sensibilidad de sus cálculos a variaciones en la masa del planeta.
Entre los estudios publicados en esta materia destacan los de Jérémy Leconte (2013a, 2013b 2015) que analizó la influencia de la rotación en la habitabilidad desde una visión muy amplia. Leconte ha estudiado tanto los planetas que presentan la misma cara a su estrella (llamados también planetas sincrónicos o bloqueados por efecto marea) como los que tienen un periodo de rotación algo diferente, mostrando que en la zona demasiado cálida del sistema planetario pueden desarrollarse dos tipos de sistemas climáticos. Uno es el inhabitable “Efecto Invernadero Descontrolado”, como el de Venus; el otro es una familia de climas que pueden mantener mares de agua en determinadas condiciones.
Yang en 2013 y 2014 también mostró que los planetas oculares podían tener posibilidades de habitabilidad, poniendo no solo el acento en la relación entre la rotación y la habitabilidad sino también en la formación de nubes. En principio las nubes, si se acumulaban en la zona del eterno mediodía, la de mayor insolación, podían beneficiar la habitabilidad por el aumento del albedo.
Estos artículos animaron en 2016 a Kopparapu, el creador de la Zona Habitable clásica, a ampliar el borde interior Zona de Habitabilidad para las estrellas más pequeñas (en colaboración con Yang).
Finalmente, señalar que René Heller en 2012 añadió un concepto nuevo a la habitabilidad de las exolunas, el “Límite Habitable” (“habitable edge”). Simplemente las exolunas demasiado cercanas a sus planetas no pueden ser habitables. Por otro lado, las lunas demasiado lejanas pueden perder su vínculo con el planeta por la influencia gravitatoria de la estrella. Es lo que se denomina Hill Ratio.
En resumen, percibimos un proceso marcado por los siguientes aspectos:
- El continuo trabajo teórico va enriqueciéndose con el curso de los años. Probablemente deberá mejorarse todavía más cuando empiecen a analizarse las atmósferas de planetas terrestres templados. En mi opinión queda mucho trabajo por hacer.
- Buscamos la vida tal como la conocemos. Es decir, se analizan mares de superficie porque son los únicos en los que prospera la vida (¡que nosotros sepamos!). Pero hay que recordar que en el Sistema Solar el 95% del agua líquida está en los misteriosos mares subterráneos en Europa, Ganímedes, Titán,... El descubrimiento de microorganismos en Encélado lo cambiaría todo.
- Buscamos la vida tal como la conocemos, pero, quitando casos extremos. Si considerásemos la enorme adaptabilidad de los extremófilos junto a la enorme diversidad de los exoplanetas, concluiríamos que ¡la Zona Habitable de un sistema planetario es TODO el sistema planetario!. Y es que la vida no tiene límites ni zonas. La vida, una vez que nace, se abre camino, simplemente.
 |
| La Tierra, el único planeta habitable que conocemos. Es nuestra única referencia, por ahora. (Fuente: NASA/Apolo XVII). |
La bibliografía es muy extensa. Hacemos un pequeño resumen de las referencias que a mi entender han sido las más influyentes, pero faltan trabajos de Kane, Ramírez, Kaltenegger y muchos otros.
1993. Kasting abre el inicio de los estudios de habitabilidad modernos.
2007. Selsis analiza la habitabilidad de Gliese-581 c y d.
2012. Un buen resumen de las ideas de René Heller sobre la habitabilidad de las exolunas.
2013. Kopparapu actualiza el planteamiento de Kasting de 1993. Muestra, entre otros, que HD-85512 b no está ni siquiera en la Zona Habitable Optimista.
2014. Kopparapu mejora su estudio considerando la dependencia de la Zona Habitable de la masa del planeta.
Destacan los estudios de Jérémy Leconte (2013a, 2013b 2015) que analizó la influencia de la rotación en la habitabilidad desde una visión muy amplia.
Yang en 2013 y 2014 también mostró que los rotadores lentos podían tener posibilidades de habitabilidad, cuestionando el límite interior de la Zona Habitable hasta el momento considerada.
2016. Kopparapu amplía el límite interior de la Zona Habitable para considerar los rotadores lentos, incorporando conceptos que ya habían sido apuntados por Yang.
No hay comentarios:
Publicar un comentario