Un análogo de la Tierra, también llamado análogo de la Tierra , Tierra gemela 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 .
La posibilidad es de particular interés para los astrobiólogos y astrónomos bajo el razonamiento de que cuanto más similar es un planeta a la Tierra, más probabilidades hay de que sea capaz de sustentar vida extraterrestre compleja . Como tal, durante mucho tiempo se ha especulado 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 su asentamiento. En un futuro lejano, los humanos podrían producir artificialmente un análogo de la Tierra mediante la terraformación .
Antes de la búsqueda y estudio científico de planetas extrasolares , la posibilidad se argumentaba 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 alguna parte. 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 planetas superhabitables (planetas mejores que la Tierra), 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 de 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 los años 1990 han influido mucho 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 retrataba al planeta rojo como similar a los desiertos de la Tierra. Sin embargo, las imágenes y datos de las sondas espaciales Mariner (1965) y Viking (1975-1980) revelaron que el planeta era un mundo árido y lleno de cráteres. [5] [6] [7] [8] [9] [10] Sin embargo, con los continuos descubrimientos, persistieron otras comparaciones con la Tierra. Por ejemplo, la hipótesis del océano de Marte tuvo su origen 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 parecido a la Tierra.
Del mismo modo, 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] En la ficción, a menudo se retrataba a Venus con similitudes con la Tierra y muchos especulaban sobre la civilización venusiana . Estas creencias se disiparon en la década de 1960 cuando las primeras sondas espaciales reunieron datos científicos más precisos sobre el planeta y descubrieron que Venus es un mundo muy caliente 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, 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 dramáticamente diferente, descubrimientos como la confirmación de lagos , ríos y procesos fluviales de Titanio en 2007, avanzaron en 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. [dieciséis]
El telescopio espacial Kepler comenzó a observar los tránsitos de posibles 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 en qué medida el planeta similar a la Tierra los planetas candidatos realmente lo son. [19] En 2013, se confirmó que varios candidatos de Kepler de menos de 1,5 radios terrestres orbitaban en la zona habitable de estrellas. No fue hasta 2015 que se anunció el primer candidato de tamaño cercano a la Tierra que orbita un candidato solar, Kepler-452b . [20] [21]
El 11 de enero de 2023, los científicos de la NASA informaron de 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 se han realizado varios estudios científicos encaminados a encontrar dichos planetas. A menudo están implícitos, pero no limitados a, criterios como el tamaño del planeta, gravedad superficial, tamaño y tipo de estrella (es decir, análogo solar ), distancia y estabilidad orbital, inclinación y rotación axial, geografía similar , océanos , condiciones atmosféricas y climáticas , fuerte magnetosfera e incluso la presencia de vida compleja similar a la de la Tierra . Si hay vida compleja, podría haber algunos bosques cubriendo gran parte del territorio. Si hay vida inteligente, algunas partes del territorio podrían estar cubiertas por ciudades . Algunos factores que se suponen 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 firma biológica del surgimiento de la vida fotosintética . La formación, presencia e influencia sobre estas características de la Luna (como las fuerzas de marea ) también pueden plantear un problema a la hora de encontrar un análogo de la Tierra.
El proceso de determinar los análogos de la Tierra a menudo implica conciliar varios registros de cuantificación de incertidumbre . Como lo ha demostrado el trabajo del antropólogo Vincent Ialenti sobre la epistemología del razonamiento analógico, [22] algunos científicos planetarios se sienten "más cómodos dando el salto de fe para unir el tiempo y el espacio y unir dos objetos dispares" que otros. [23]
A menudo se piensa que el tamaño es un factor importante, ya que se cree que es más probable que los planetas del tamaño de la Tierra sean de naturaleza terrestre y sean capaces de retener una atmósfera similar a la de la Tierra. [26]
La lista incluye planetas dentro del rango de 0,8 a 1,9 masas terrestres, por debajo de las cuales generalmente se clasifican como subtierra y por encima como supertierra . Además, solo se incluyen los planetas que se sabe que se encuentran dentro del rango de 0,5 a 2,0 de radio terrestre (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 hay que considerar la temperatura como Venus y los planetas 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 , Ganímedes y Titán son mundos frígidos, lo que resulta también en una gran variedad de condiciones atmosféricas y superficiales. Las masas de las lunas del Sistema Solar son una pequeña fracción de las 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 citado a menudo 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 más cercanos conocidos son Marte y Titán y, si bien existen similitudes en sus tipos de accidentes geográficos y composiciones de superficie, también existen diferencias significativas, como la temperatura y las cantidades de hielo.
Muchos de los materiales y accidentes geográficos 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, de forma volcánica o artificial. Por lo tanto, un verdadero análogo de la Tierra podría necesitar haberse formado a través de procesos similares, haber poseído una atmósfera, interacciones volcánicas con la superficie, agua líquida pasada o presente y formas de vida .
Hay 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 necesaria ] La temperatura de equilibrio se utiliza para planetas sin atmósfera. En el caso de la 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 mareas) del planeta, cada una de las cuales introduce más variables.
A continuación se muestra una comparación de los planetas confirmados con las temperaturas más cercanas conocidas a la Tierra.
Otro criterio para determinar un análogo terrestre ideal que albergue vida es que debe orbitar un análogo solar ; es decir, una estrella muy parecida al Sol. Sin embargo, este criterio puede no ser del todo 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 pársecs (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 . Si bien estas condiciones pueden parecer desfavorables para la vida conocida, se espera que TRAPPIST-1 continúe ardiendo durante 12 billones de años (en comparación con los 5 mil millones de años de vida que le quedan al Sol), tiempo suficiente para que surja la vida por abiogénesis . [35] A modo de comparación, la vida evolucionó en la Tierra en apenas mil millones de años. [ cita necesaria ]
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 actualmente 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 sí la tuvo en su pasado antiguo, [36] [37] [38] y se especula que lo mismo ocurrió con Venus. [12] Por lo tanto, los planetas (o lunas) extrasolares 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 argumentan 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 necesaria ]
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. Por el contrario, la hipótesis de las Tierras Raras afirma que si se aplican los criterios más estrictos, un planeta así, si existe, puede estar tan lejos que los humanos nunca podrán localizarlo.
Como se demostró que el Sistema Solar carece de un análogo de la Tierra, la búsqueda se ha ampliado a planetas extrasolares . Los astrobiólogos afirman que lo más probable es que se encuentren análogos de la Tierra 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 suficientemente masivo podría formar una luna habitable similar a la Tierra.
Aún se desconoce la frecuencia de planetas similares a la Tierra tanto en la Vía Láctea como en el Universo en general. Va desde las estimaciones extremas de la hipótesis de las Tierras Raras (una (es decir, 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 realizado en 2008 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 esos 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 sólo en la Vía Láctea , y suponiendo que todas las galaxias tengan un número de planetas similar al de la Vía Láctea, en los 50 mil millones de galaxias del universo observable , puede haber hasta cien quintillones de planetas similares a la Tierra. [42] Esto correspondería a alrededor de 20 análogos terrestres por centímetro cuadrado de la Tierra. [43]
En 2013, un Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, utilizando 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] Esto, sin embargo, no dice nada de su posición en relación con la zona habitable.
Un estudio de 2019 determinó que los planetas del tamaño de la Tierra pueden girar alrededor de 1 de cada 6 estrellas similares al Sol. [45]
La terraformación (literalmente, "conformación de la Tierra") de un planeta , luna u otro cuerpo es el proceso hipotético de modificar deliberadamente su atmósfera, temperatura , topografía superficial 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 terraformación.
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