La Terra, el tercer planeta del sistema solar. El planeta blau, l'únic que acull vida organitzada en formes complexes. Almenys, fins on sabem avui. Què fa que el nostre planeta sigui tan únic i adequat per al desenvolupament de formes vives?
El concepte de zona habitable (també anomenada zona habitable circunestelar) va ser desenvolupat per astrobiòlegs a la segona meitat del segle passat per estudiar com les posicions i propietats mútues d'un planeta i la seva estrella determinen la probabilitat de trobar vida extraterrestre en altres planetes i sistemes.
Isaac Asimov
El tema de la vida a altres llocs, juntament amb el somni d'habitar algun dia mons llunyans i incontaminats, sempre ha fascinat generacions senceres. La idea de la zona habitable es va presentar per primera vegada al públic en general a la dècada de 1960, gràcies al famós i prolífic escriptor de ciència-ficció Isaac Asimov i la sèrie de llibres sobre la colonització de l'espai.
Més específicament, el terme «zona habitable» es refereix a la regió de l'espai al voltant d'una estrella dins la qual es poden trobar planetes amb aigua líquida. El paper de l'aigua en el desenvolupament de la vida a la Terra ha resultat crucial per als primers processos i reaccions biològiques que van donar lloc al desenvolupament de la vida, fins al punt que és difícil imaginar mons estranys on la vida no necessiti aquest element .
La presència d‟aigua i els límits a la zona habitable depenen de les característiques físiques de l‟estrella al centre del sistema planetari, com l‟energia que produeix. Considereu el nostre sistema solar com a exemple: el sol, una estrella ordinària de mida mitjana, irradia enormes quantitats d'energia. La Terra, a uns 150 milions de km del sol (és a dir, 1 unitat astronòmica o UA), rep aquesta energia en la quantitat justa per proporcionar un ambient confortable per al desenvolupament de la vida.
Els planetes més propers al sol (Mercuri i Venus) reben molta més energia en forma de radiació solar i, per tant, són massa calents i inhòspits pels organismes de la biosfera terrestre, que depenen en gran mesura de la presència d'aigua. Per contra, un planeta com Mart està ubicat massa lluny del sol per mantenir la seva aigua superficial en estat líquid.
Hi pot haver vida més enllà a l'espai?
Cal considerar que el desenvolupament de la vida (o vida similar a la terrestre, ja que no és possible saber amb certesa l'existència de diferents tipus de vida a l'espai que no es basen en el carboni*) depèn de molts altres factors, a més de la presència daigua. En primer lloc, la presència d'una atmosfera. L'atmosfera exerceix suficient pressió sobre la superfície planetària, a l'espai, per mantenir l'aigua en el seu estat més preat, alhora que permet que sé (re)cicle a través de l'evaporació i la precipitació.
La propietat d'un planeta de crear una atmosfera que en protegeixi la superfície i qualsevol biosfera de l'impacte de meteorits, excursions tèrmiques i radiacions perjudicials està en gran mesura lligada a la massa. Els planetes de baixa massa no generen, en alguns casos, prou atracció gravitatòria per sostenir les capes d'una atmosfera, composta per elements lleugers com el nitrogen, que escapen fàcilment de força d'atracció que exerceix la Terra.
El moviment també és molt important
A més de la massa del planeta, la composició química de la seva atmosfera i la quantitat denergia solar que li arriba (o, en altres paraules, la seva distància al sol), la forma de la seva òrbita juga un paper igualment important. No es pot garantir l'estatus de planeta habitable si l'òrbita al voltant de l'estrella és particularment excèntrica, fins al punt de provocar la seva sortida regular de la zona habitable (per exemple, en el cas que el planeta arribi a l'afeli o el periheli, apunta respectivament més distant i més a prop que l'òrbita del sol).
La zona habitable del nostre sistema solar té una amplada entre 0,5 i 3 UA. Com s'il·lustra a la figura: en el cas d'estrelles més massives i lluminoses que el sol, la zona habitable es troba a més distància de la pròpia estrella perquè una quantitat més gran d'energia inverteix els planetes (la quantitat exacta escala amb el quadrat de la distància). En el cas d'estrelles més petites i febles, com ara les estrelles nanes, la zona habitable és més a prop de l'estrella.
Què seríem nosaltres sense les estrelles de l?espai?
Les estrelles també segueixen la seva pròpia evolució, com ara els planetes i la vida a la Terra, i passen per fases d'augment de lluminositat, creixement o extinció lenta, especialment al principi i al final de la seva existència. Durant aquestes fases, la zona habitable canvia en conseqüència. El nostre sol es troba actualment en una etapa evolutiva estable, aproximadament a la meitat de la vida.
Des de la dècada de 1950 fins a l'actualitat, s'han identificat i estudiat molts planetes ubicats a la zona habitable d'estrelles distants (exoplanetes o exoplanetes). Aquests planetes són generalment més grans i massius que la Terra, cosa que els fa més fàcils de detectar amb els nostres instruments astronòmics. Amb el desenvolupament d'instruments més precisos i noves tècniques de cerca, s'han descobert més i més planetes de la mida de la Terra. Estudis recents informen que hi pot haver més de 10 mil milions de planetes de la mida de la Terra orbitant estrelles similars al Sol només a la nostra galàxia.
Planetes desèrtics a l'espai
Una classe interessant d'exoplanetes són els planetes desèrtics. Aquest tipus de planetes, on l'aigua escasseja, es poden trobar en una àrea circumstel·lar més àmplia que altres planetes per dues raons: 1) en no tenir gel i neu (superfícies blanques) en grans quantitats, reflecteixen menys llum i poden mantenir temperatures altes fins i tot a majors distàncies del sol; 2) gràcies a la reduïda evaporació de l'aigua i, per tant, a un efecte hivernacle menor, manté temperatures adequades per a la vida fins i tot a distàncies més curtes que la típica distància Terra-Sol.
Tot i això, el concepte de zona habitable ha estat qüestionat, segons la hipòtesi que l'aigua líquida podria estar present en altres planetes gràcies a processos exotèrmics com l'escalfament per marea o la desintegració radioactiva. A més, l'aigua es pot trobar en dissolució juntament amb altres elements en diferents condicions de temperatura i pressió. Això vol dir que existirien alguns mons aptes per al desenvolupament de la vida fora de les zones habitables, on no els busquem.