thumb|Compreender a habitabilidade planetária é, em parte, uma extrapolação das condições da Terra, pois este é o único planeta conhecido por sustentar a vida A habitabilidade planetária é a medida do potencial de um planeta ou satélite natural para desenvolver e manter ambientes hospitaleiros à vida. A vida pode ser gerada diretamente em um planeta ou satélite endogenamente ou ser transferida para ele de outro corpo, por meio de um processo hipotético conhecido como panspermia. Os ambientes não precisam conter vida para serem considerados habitáveis, nem são aceitas as zonas habitáveis como as únicas áreas nas quais a vida pode surgir.
Como a existência de vida fora da Terra é desconhecida, a habitabilidade planetária é em grande parte uma extrapolação das condições na Terra e das características do Sol e do Sistema Solar que parecem favoráveis ao florescimento da vida. De particular interesse são aqueles fatores que sustentariam organismos multicelulares complexos na Terra, e não apenas criaturas unicelulares mais simples. A pesquisa e a teoria a esse respeito são um componente de várias ciências naturais, como a astronomia, ciência planetária e a disciplina emergente da astrobiologia. Um requisito absoluto para a vida é uma fonte de energia, e a noção de habitabilidade planetária implica que muitos outros critérios geofísicos, geoquímicos e astrofísicos devem ser atendidos antes que um corpo astronômico possa sustentar a vida. Em seu roteiro de astrobiologia, a NASA definiu os principais critérios de habitabilidade como "regiões estendidas de água líquida, condições favoráveis para a montagem de moléculas orgânicas complexas e fontes de energia para sustentar o metabolismo". Em agosto de 2018, os pesquisadores relataram que os planetas oceânicos poderiam sustentar a vida.
Os indicadores de habitabilidade e bioassinaturas devem ser interpretados dentro de um contexto planetário e ambiental. Para determinar o potencial de habitabilidade de um corpo, os estudos se concentram em sua composição em massa, propriedades orbitais, atmosfera e potenciais interações químicas. Características estelares importantes incluem massa e luminosidade, variabilidade estável e alta metalicidade. Planetas e luas rochosos e úmidos do tipo terrestre com potencial para química semelhante à da Terra são o foco principal da pesquisa astrobiológica, embora teorias de habitabilidade mais especulativas ocasionalmente examinem bioquímicas alternativas e outros tipos de corpos astronômicos.
A ideia de que planetas além da Terra podem hospedar vida é antiga, embora historicamente tenha sido enquadrada pela filosofia tanto quanto pela ciência física.Este artigo é uma análise da habitabilidade planetária sob a perspectiva da ciência física contemporânea. Um ponto de vista histórico sobre a possibilidade de planetas habitáveis pode ser encontrado em crenças na vida extraterrestre e no pluralismo cósmico. Para uma discussão sobre a probabilidade de vida alienígena, veja a equação de Drake e o paradoxo de Fermi. Planetas habitáveis também são matéria-prima da ficção; veja Planetas na ficção científica. O final do século XX viu duas inovações no campo. A observação e exploração de através de sondas espaciais de outros planetas e luas dentro do Sistema Solar fornecendo informações críticas sobre a definição de critérios de habitabilidade e permitiu comparações geofísicas substanciais entre a Terra e outros corpos. A descoberta de exoplanetas, começando no início dos anos 1990 e acelerando depois disso, fornecendo informações adicionais para o estudo de possível vida extraterrestre. Essas descobertas confirmam que o Sol não é o único entre as estrelas por hospedar planetas e expande o horizonte de pesquisa de habitabilidade além do Sistema Solar.
História Comparação de habitabilidade da Terra A química da vida pode ter começado logo após o Big Bang, 13,8 bilhões de anos atrás, durante uma época habitável quando o Universo tinha apenas 10 a 17 milhões de anos. De acordo com a hipótese da panspermia, a vida microscópica, distribuída por meteoroides, asteroides e outros corpos menores do Sistema Solar, pode existir em todo o Universo. No entanto, a Terra é o único lugar no Universo conhecido por abrigar vida. Estimativas de zonas habitáveis em torno de outras estrelas, juntamente com a descoberta de milhares de exoplanetas e novas percepções sobre os habitats extremos da Terra, sugerem que pode haver muito mais lugares habitáveis no Universo do que se considerava possível até muito recentemente. Em 4 de novembro de 2013, os astrônomos relataram, com base nos dados da missão espacial Kepler, que poderia haver até 40 bilhões de exoplanetas do tamanho da Terra orbitando nas zonas habitáveis de estrelas semelhantes ao Sol e anãs vermelhas dentro da Via Láctea. 11 bilhões desses exoplanetas estimados podem estar orbitando estrelas semelhantes ao Sol. O exoplaneta mais próximo pode estar a 12 anos-luz de distância, de acordo com os cientistas. Em junho de 2021, um total de 59 exoplanetas potencialmente habitáveis foram encontrados.
Em agosto de 2021, foi relatada uma nova classe de planetas habitáveis, chamados planetas hycean, que envolve "planetas quentes cobertos de oceanos com atmosferas ricas em hidrogênio". Planetas Hycean podem em breve ser estudados para bioassinaturas por telescópios terrestres, bem como telescópios espaciais, como o Telescópio Espacial James Webb (JWST), lançado em 25 de dezembro de 2021.
Sistemas estelares adequados Uma compreensão da habitabilidade planetária começa com a estrela hospedeira. A zona habitável clássica é definida apenas para condições de superfície; mas um metabolismo que não depende da luz solar ainda pode existir fora da zona habitável, prosperando no interior do planeta onde a água líquida está disponível.
Sob os auspícios do Projeto Phoenix do SETI, as cientistas Margaret Turnbull e Jill Tarter desenvolveram o "HabCat" (ou Catálogo de Sistemas Estelares Habitáveis) em 2002. O catálogo foi formado separando as quase 120 000 estrelas do Catálogo Hipparcos maior em um grupo central de 17 000 estrelas potencialmente habitáveis, e os critérios de seleção que foram usados fornecem um bom ponto de partida para entender quais fatores astrofísicos são necessários para planetas habitáveis. Habitability criteria defined—the foundational source for this article. De acordo com pesquisa publicada em agosto de 2015, galáxias muito grandes podem ser mais favoráveis à formação e desenvolvimento de planetas habitáveis do que galáxias menores, como a Via Láctea.
No entanto, o que torna um planeta habitável é uma questão muito mais complexa do que ter um planeta localizado à distância certa de sua estrela hospedeira para que a água possa ser líquida em sua superfície: vários aspectos geofísicos e geodinâmicos, a radiação e o plasma da estrela hospedeira ambiente pode influenciar a evolução dos planetas e da vida, se originada. A água líquida é uma condição necessária, mas não suficiente para a vida como a conhecemos, pois a habitabilidade é uma função de uma infinidade de parâmetros ambientais.
Classe espectral A classe espectral de uma estrela indica sua temperatura fotosférica, que (para estrelas da sequência principal) se correlaciona com a massa total. A faixa espectral apropriada para estrelas habitáveis é considerada "final F" ou "G", a "meio-K". Isso corresponde a temperaturas de pouco mais de 7 000 K até pouco menos de 4 000 K (6 700 °C a 3 700 °C); o Sol, uma estrela G2 a 5 777 K, está bem dentro desses limites. Essa faixa espectral provavelmente representa entre 5% e 10% das estrelas na galáxia local da Via Láctea. Estrelas de "classe média" desse tipo têm uma série de características consideradas importantes para a habitabilidade planetária: Eles vivem pelo menos algumas centenas de milhões de anos, permitindo que a vida evolua. Estrelas de sequência principal mais luminosas das classes "O" e muitos membros das classes "B" geralmente vivem menos de 500 milhões de anos e, em casos excepcionais, menos de 10 milhões.A vida parece ter surgido na Terra aproximadamente 500 milhões de anos após a formação do planeta. As estrelas da classe "A" (que brilham entre 600 milhões e 1.2 bilhão de anos) e uma pequena fração das estrelas da classe "B" (que brilham de 10 a 600 milhões) se enquadram nessa janela. Pelo menos teoricamente a vida poderia surgir em tais sistemas, mas quase certamente não atingiria um nível sofisticado, dados esses prazos e o fato de que os aumentos na luminosidade ocorreriam muito rapidamente. A vida em torno de estrelas da classe "O" é excepcionalmente improvável, pois elas brilham por menos de 10 milhões de anos. Elas emitem radiação ultravioleta de alta frequência suficiente para desencadear dinâmicas atmosféricas importantes, como a formação de ozônio, mas não tanto que a ionização destrua a vida incipiente. Elas emitem radiação suficiente em comprimentos de onda propícios à fotossíntese. A água líquida pode existir na superfície dos planetas que os orbitam a uma distância que não induz o bloqueio de maré.
Estrelas de classe K podem ser capazes de suportar vida por muito mais tempo que o Sol.
Se as estrelas anãs vermelhas mais fracas das classes K e M também são hospedeiras adequadas para planetas habitáveis é talvez a questão em aberto mais importante em todo o campo da habitabilidade planetária, dada a sua prevalência (Habitabilidade de sistemas de anãs vermelhas). Gliese 581 c, uma "Super-Terra", foi encontrada orbitando na "zona habitável" de uma anã vermelha e pode possuir água líquida. No entanto, também é possível que um efeito estufa possa torná-lo muito quente para suportar a vida, enquanto seu vizinho, Gliese 581 d, pode ser um candidato mais provável para habitabilidade. Em setembro de 2010, foi anunciada a descoberta de outro planeta, Gliese 581 g, em uma órbita entre esses dois planetas. No entanto, as revisões da descoberta colocaram a existência deste planeta em dúvida, e está listado como "não confirmado". Em setembro de 2012, a descoberta de dois planetas orbitando Gliese 163 foi anunciada. Um dos planetas, Gliese 163 c, cerca de 6,9 vezes a massa da Terra e um pouco mais quente, foi considerado dentro da zona habitável.
Um estudo recente sugere que estrelas mais frias que emitem mais luz no infravermelho e no infravermelho próximo podem realmente hospedar planetas mais quentes com menos gelo e incidência de estados de bola de neve. Esses comprimentos de onda são absorvidos pelo gelo e gases de efeito estufa de seus planetas e permanecem mais quentes.
Um estudo de 2020 descobriu que cerca de metade das estrelas semelhantes ao Sol poderiam hospedar planetas rochosos e potencialmente habitáveis. Especificamente, eles estimaram que, em média, o planeta da zona habitável mais próximo em torno de estrelas de classe G e K está a cerca de 6 parsecs de distância, e existem cerca de 4 planetas rochosos em torno de estrelas de classe G e K dentro de 10 parsecs (32,6 anos-luz) do Sol.
Uma zona habitável estável
A zona habitável é uma região do espaço em forma de uma coroa esférica ao redor de uma estrela na qual um planeta poderia manter água líquida em sua superfície. O conceito foi proposto pela primeira vez pelo astrofísico Su-Shu Huang em 1959, com base nas restrições climáticas impostas pela estrela hospedeira. Depois de uma fonte de energia, a água líquida é amplamente considerada o ingrediente mais importante para a vida, considerando o quão integral ela é para todos os sistemas de vida na Terra. No entanto, se a vida for descoberta na ausência de água, a definição de uma zona habitável pode ter que ser bastante expandida.