Un análogo de la Tierra , también llamado análogo de la Tierra , gemelo de la Tierra o segunda Tierra , es un planeta o luna con condiciones ambientales similares a las que se encuentran en la Tierra . También se utiliza el término planeta similar a la Tierra , pero este término puede referirse a cualquier planeta terrestre .
Esta posibilidad es de particular interés para los astrobiólogos y astrónomos , ya que cuanto más similar sea un planeta a la Tierra, más probable es que sea capaz de albergar vida extraterrestre compleja . Por ello, se ha especulado sobre ella durante mucho tiempo y el tema se ha expresado en la ciencia , la filosofía , la ciencia ficción y la cultura popular . Los defensores de la colonización espacial y del espacio y la supervivencia han buscado durante mucho tiempo un análogo de la Tierra para el asentamiento. En un futuro lejano, los humanos podrían producir artificialmente un análogo de la Tierra mediante la terraformación .
Antes de la búsqueda y el estudio científicos de planetas extrasolares , la posibilidad se discutía a través de la filosofía y la ciencia ficción. Los filósofos han sugerido que el tamaño del universo es tal que debe existir un planeta casi idéntico en algún lugar. El principio de mediocridad sugiere que los planetas como la Tierra deberían ser comunes en el universo , mientras que la hipótesis de las tierras raras sugiere que son extremadamente raros. Los miles de sistemas estelares exoplanetarios descubiertos hasta ahora son profundamente diferentes del Sistema Solar , lo que respalda la hipótesis de las tierras raras.
El 4 de noviembre de 2013, los astrónomos informaron, basándose en datos de la misión espacial Kepler , que podría haber hasta 40 mil millones de planetas del tamaño de la Tierra orbitando en las zonas habitables de estrellas similares al Sol y estrellas enanas rojas dentro de la Vía Láctea . [1] [2] Se podría esperar que el planeta más cercano estuviera a 12 años luz de la Tierra , estadísticamente. [1] [2] En septiembre de 2020, los astrónomos identificaron 24 contendientes a planetas superhabitables (planetas mejores que la Tierra), de entre más de 4000 exoplanetas confirmados , basándose en parámetros astrofísicos , así como en la historia natural de las formas de vida conocidas en la Tierra. [3]
El 11 de enero de 2023, los científicos de la NASA informaron sobre la detección de LHS 475 b , un exoplaneta similar a la Tierra y el primer exoplaneta descubierto por el telescopio espacial James Webb . [4]
Los hallazgos científicos desde la década de 1990 han influido enormemente en el alcance de los campos de la astrobiología , los modelos de habitabilidad planetaria y la búsqueda de inteligencia extraterrestre (SETI).
Entre 1858 y 1920, muchos, incluidos algunos científicos, pensaban que Marte era muy similar a la Tierra, solo que más seco con una atmósfera espesa, inclinación axial, órbita y estaciones similares, así como una civilización marciana que había construido grandes canales marcianos . Estas teorías fueron propuestas por Giovanni Schiaparelli , Percival Lowell y otros. Como tal, Marte en la ficción retrató al planeta rojo como similar a los desiertos de la Tierra. Sin embargo, las imágenes y los datos de las sondas espaciales Mariner (1965) y Viking (1975-1980) revelaron que el planeta era un mundo estéril y lleno de cráteres. [5] [6] [7] [8] [9] [10] Sin embargo, con los continuos descubrimientos, quedaron otras comparaciones con la Tierra. Por ejemplo, la Hipótesis del Océano de Marte tuvo sus orígenes en las misiones Viking y se popularizó durante la década de 1980. [11] Con la posibilidad de que hubiera agua en el pasado, existía la posibilidad de que la vida pudiera haber comenzado en Marte, y una vez más se percibió que era más parecida a la Tierra.
De la misma manera, hasta la década de 1960, muchos, incluidos algunos científicos, creían que Venus era una versión más cálida de la Tierra con una atmósfera espesa y caliente y polvorienta o húmeda con nubes de agua y océanos. [12] Venus en la ficción a menudo se presentaba como teniendo similitudes con la Tierra y muchos especularon sobre la civilización venusiana . Estas creencias se disiparon en la década de 1960 cuando las primeras sondas espaciales recopilaron datos científicos más precisos sobre el planeta y descubrieron que Venus es un mundo muy cálido con una temperatura superficial de alrededor de 462 °C (864 °F) [13] bajo una atmósfera ácida con una presión superficial de 9,2 MPa (1330 psi). [13]
A partir de 2004, la sonda Cassini-Huygens comenzó a revelar que Titán, la luna de Saturno , es uno de los mundos más parecidos a la Tierra fuera de la zona habitable. Aunque tiene una composición química radicalmente diferente, descubrimientos como la confirmación de lagos , ríos y procesos fluviales en Titán en 2007, hicieron avanzar las comparaciones con la Tierra. [14] [15] Otras observaciones, incluidos los fenómenos meteorológicos, han ayudado a comprender los procesos geológicos que pueden operar en planetas similares a la Tierra. [16]
El telescopio espacial Kepler comenzó a observar los tránsitos de potenciales planetas terrestres en la zona habitable a partir de 2011. [17] [18] Aunque la tecnología proporcionó un medio más eficaz para detectar y confirmar planetas, no pudo concluir definitivamente cuán similares a la Tierra son realmente los planetas candidatos. [19] En 2013, se confirmó que varios candidatos Kepler con menos de 1,5 radios terrestres orbitaban en la zona habitable de las estrellas. No fue hasta 2015 que se anunció el primer candidato de tamaño cercano a la Tierra que orbitaba un candidato solar, Kepler-452b . [20] [21]
El 11 de enero de 2023, los científicos de la NASA informaron sobre la detección de LHS 475 b , un exoplaneta similar a la Tierra y el primer exoplaneta descubierto por el telescopio espacial James Webb . [4]
La probabilidad de encontrar un análogo de la Tierra depende principalmente de los atributos que se espera que sean similares, y estos varían mucho. Generalmente se considera que sería un planeta terrestre y ha habido varios estudios científicos destinados a encontrar tales planetas. A menudo implícitos, pero no limitados a, están criterios tales como el tamaño del planeta, la gravedad de la superficie, el tamaño y tipo de estrella (es decir, análogo solar ), la distancia orbital y la estabilidad, la inclinación y rotación axial, geografía similar , océanos , condiciones del aire y el clima , magnetosfera fuerte e incluso la presencia de vida compleja similar a la de la Tierra . Si hay vida compleja, podría haber algunos bosques que cubran gran parte de la tierra. Si hay vida inteligente, algunas partes de la tierra podrían estar cubiertas de ciudades . Algunos factores que se asumen de un planeta así pueden ser poco probables debido a la propia historia de la Tierra. Por ejemplo, la atmósfera de la Tierra no siempre fue rica en oxígeno y esto es una biofirma del surgimiento de la vida fotosintética . La formación, presencia, influencia en estas características de la Luna (como las fuerzas de marea ) también pueden plantear un problema para encontrar un análogo de la Tierra.
El proceso de determinación de análogos terrestres a menudo implica la conciliación de varios registros de cuantificación de incertidumbre . Como ha demostrado el trabajo del antropólogo Vincent Ialenti sobre la epistemología del razonamiento analógico, [22] algunos científicos planetarios se sienten "más cómodos que otros al dar el salto de fe para tender un puente entre el tiempo y el espacio y unir dos objetos dispares". [23]
A menudo se piensa que el tamaño es un factor significativo, ya que se piensa que es más probable que los planetas del tamaño de la Tierra sean de naturaleza terrestre y capaces de retener una atmósfera similar a la de la Tierra. [26]
La lista incluye planetas con una masa de entre 0,8 y 1,9 veces la de la Tierra, por debajo de la cual se los suele clasificar como subtierras y por encima como supertierras . Además, solo se incluyen los planetas que se sabe que se encuentran dentro del rango de 0,5 a 2,0 veces el radio de la Tierra (entre la mitad y el doble del radio de la Tierra).
Según el criterio de tamaño, los objetos de masa planetaria más cercanos por radio o masa conocidos son:
Esta comparación indica que el tamaño por sí solo es una mala medida, particularmente en términos de habitabilidad . También debe considerarse la temperatura, ya que Venus y los planetas de Alpha Centauri B (descubierto en 2012), Kepler-20 (descubierto en 2011 [29] [30] ), COROT-7 (descubierto en 2009) y los tres planetas de Kepler-42 (todos descubiertos en 2011) son muy calientes, y Marte , Ganimedes y Titán son mundos gélidos, lo que resulta también en una amplia variedad de condiciones superficiales y atmosféricas. Las masas de las lunas del Sistema Solar son una fracción minúscula de la de la Tierra, mientras que las masas de los planetas extrasolares son muy difíciles de medir con precisión. Sin embargo, los descubrimientos de planetas terrestres del tamaño de la Tierra son importantes ya que pueden indicar la probable frecuencia y distribución de planetas similares a la Tierra.
Otro criterio que se suele citar es que un análogo de la Tierra debe ser terrestre, es decir, debe poseer una geología superficial similar (una superficie planetaria compuesta de materiales superficiales similares). Los ejemplos conocidos más cercanos son Marte y Titán y, si bien existen similitudes en sus tipos de relieve y composiciones superficiales, también hay diferencias significativas, como la temperatura y la cantidad de hielo.
Muchos de los materiales y formas del relieve de la superficie de la Tierra se forman como resultado de la interacción con el agua (como la arcilla y las rocas sedimentarias ) o como subproducto de la vida (como la piedra caliza o el carbón), la interacción con la atmósfera, volcánica o artificialmente. Por lo tanto, un verdadero análogo de la Tierra podría tener que haberse formado a través de procesos similares, haber tenido una atmósfera, interacciones volcánicas con la superficie, agua líquida pasada o presente y formas de vida .
Existen varios factores que pueden determinar las temperaturas planetarias y, por lo tanto, varias medidas que pueden establecer comparaciones con la de la Tierra en planetas donde se desconocen las condiciones atmosféricas. [ cita requerida ] La temperatura de equilibrio se utiliza para planetas sin atmósfera. Con atmósfera, se supone un efecto invernadero . Finalmente, se utiliza la temperatura de la superficie. Cada una de estas temperaturas se ve afectada por el clima, que está influenciado por la órbita y la rotación (o bloqueo de marea) del planeta, cada una de las cuales introduce más variables.
A continuación se muestra una comparación de los planetas confirmados con las temperaturas conocidas más cercanas a la Tierra.
Otro criterio para que un análogo terrestre sea un lugar ideal para la vida es que debería orbitar alrededor de un análogo solar , es decir, una estrella muy parecida al Sol. Sin embargo, este criterio puede no ser completamente válido, ya que muchos tipos diferentes de estrellas pueden proporcionar un entorno local propicio para la vida. Por ejemplo, en la Vía Láctea , la mayoría de las estrellas son más pequeñas y más tenues que el Sol. Una de esas estrellas, TRAPPIST-1 , está situada a 12 parsecs (39 años luz) de distancia y es aproximadamente 10 veces más pequeña y 2.000 veces más tenue que el Sol, pero alberga al menos seis planetas similares a la Tierra en su zona habitable . Aunque estas condiciones pueden parecer desfavorables para la vida conocida, se espera que TRAPPIST-1 siga ardiendo durante 12 billones de años (en comparación con los 5.000 millones de años de vida restante del Sol), tiempo suficiente para que la vida surja por abiogénesis . [35] A modo de comparación, la vida evolucionó en la Tierra en apenas mil millones de años. [ cita requerida ]
El concepto de zona habitable (o zona de agua líquida) que define una región donde puede existir agua en la superficie, se basa en las propiedades tanto de la Tierra como del Sol. Según este modelo, la Tierra orbita aproximadamente en el centro de esta zona o en la posición "Ricitos de Oro". La Tierra es el único planeta que actualmente se ha confirmado que posee grandes masas de agua superficial. Venus está en el lado caliente de la zona, mientras que Marte está en el lado frío. No se sabe que ninguno de ellos tenga agua superficial persistente, aunque existe evidencia de que Marte la tuvo en su pasado antiguo, [36] [37] [38] y se especula que lo mismo sucedió con Venus. [12] Por lo tanto, los planetas extrasolares (o lunas) en la posición "Ricitos de Oro" con atmósferas sustanciales pueden poseer océanos y nubes de agua como las de la Tierra. Además del agua superficial, un verdadero análogo de la Tierra requeriría una mezcla de océanos o lagos y áreas no cubiertas por agua o tierra .
Algunos sostienen que un verdadero análogo de la Tierra no sólo debe tener una posición similar de su sistema planetario, sino también orbitar un análogo solar y tener una órbita casi circular de modo que permanezca continuamente habitable como la Tierra. [ cita requerida ]
El principio de mediocridad sugiere que existe la posibilidad de que eventos fortuitos hayan permitido que se formara un planeta similar a la Tierra en otro lugar que permitiría el surgimiento de vida multicelular compleja. En cambio, la hipótesis de las tierras raras afirma que, si se aplican los criterios más estrictos, dicho planeta, si existe, puede estar tan lejos que los humanos tal vez nunca lo localicen.
Como el Sistema Solar ha demostrado carecer de un análogo de la Tierra, la búsqueda se ha ampliado a planetas extrasolares . Los astrobiólogos afirman que los análogos de la Tierra se encontrarían con mayor probabilidad en una zona habitable estelar , en la que podría existir agua líquida, proporcionando las condiciones para sustentar la vida. Algunos astrobiólogos, como Dirk Schulze-Makuch , estimaron que un satélite natural lo suficientemente masivo podría formar una luna habitable similar a la Tierra.
La frecuencia de planetas similares a la Tierra, tanto en la Vía Láctea como en el universo en general, aún es desconocida. Varía desde las estimaciones extremas de la hipótesis de las Tierras Raras (es decir, solo uno, la Tierra) hasta innumerables.
Varios estudios científicos actuales, incluida la misión Kepler , tienen como objetivo refinar las estimaciones utilizando datos reales de planetas en tránsito. Un estudio de 2008 realizado por el astrónomo Michael Meyer de la Universidad de Arizona sobre el polvo cósmico cerca de estrellas similares al Sol recientemente formadas sugiere que entre el 20% y el 60% de los análogos solares tienen evidencia de la formación de planetas rocosos , no muy diferentes de los procesos que llevaron a los de la Tierra. [40] El equipo de Meyer encontró discos de polvo cósmico alrededor de las estrellas y ve esto como un subproducto de la formación de planetas rocosos.
En 2009, Alan Boss, del Instituto Carnegie para la Ciencia, especuló que podría haber 100 mil millones de planetas terrestres sólo en la Vía Láctea. [41]
En 2011, el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, basándose en observaciones de la Misión Kepler, sugirió que se espera que entre el 1,4% y el 2,7% de todas las estrellas similares al Sol tengan planetas del tamaño de la Tierra dentro de las zonas habitables de sus estrellas. Esto significa que podría haber hasta dos mil millones de planetas del tamaño de la Tierra solo en la Vía Láctea , y suponiendo que todas las galaxias tengan un número de planetas de este tipo similar al de la Vía Láctea, en los 50 mil millones de galaxias del universo observable , puede haber hasta cien trillones de planetas similares a la Tierra. [42] Esto correspondería a alrededor de 20 análogos de la Tierra por centímetro cuadrado de la Tierra. [43]
En 2013, un estudio del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, que utilizó un análisis estadístico de datos adicionales de Kepler, sugirió que hay al menos 17 mil millones de planetas del tamaño de la Tierra en la Vía Láctea. [44] Sin embargo, esto no dice nada sobre su posición en relación con la zona habitable.
Un estudio de 2019 determinó que los planetas del tamaño de la Tierra pueden orbitar alrededor de 1 de cada 6 estrellas similares al Sol. [45]
La terraformación (literalmente, "dar forma a la Tierra") de un planeta , una luna u otro cuerpo es el proceso hipotético de modificar deliberadamente su atmósfera, temperatura , topografía de la superficie o ecosistemas para que sean similares a los de la Tierra y hacerlo habitable para los humanos.
Debido a la proximidad y similitud en tamaño, Marte, [46] [47] [48] y en menor medida Venus, [49] [50] [51] [52] [53] han sido citados como los candidatos más probables para la terraformación.
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