análogo de la Tierra

Un análogo de la Tierra , también llamado gemelo de la Tierra o segunda Tierra , es un planeta o luna con condiciones ambientales similares a las de la Tierra . También se utiliza el término planeta similar a la Tierra , pero este término puede referirse a cualquier planeta terrestre .

Esta posibilidad resulta de particular interés para astrobiólogos y astrónomos, quienes consideran que cuanto más similar sea un planeta a la Tierra, mayor será su probabilidad de albergar vida extraterrestre compleja . Por ello, se ha especulado sobre este tema durante mucho tiempo y se ha abordado en la ciencia , la filosofía , la ciencia ficción y la cultura popular . Los defensores de la colonización espacial y de la supervivencia en el espacio han buscado durante años un análogo de la Tierra para su asentamiento. En un futuro lejano, los humanos podrían crear artificialmente un análogo de la Tierra mediante la terraformación .

Antes de la búsqueda y el estudio científico de planetas extrasolares , la posibilidad se debatía a través de la filosofía y la ciencia ficción. Los filósofos sugirieron que, dado el tamaño del universo, debía existir en algún lugar un planeta casi idéntico. El principio de mediocridad plantea que planetas como la Tierra deberían ser comunes en el universo , mientras que la hipótesis de la Tierra Rara sugiere que son extremadamente raros. Los miles de sistemas estelares exoplanetarios descubiertos hasta ahora son profundamente diferentes del Sistema Solar , pero dada la inmensidad del cosmos, resulta difícil inferir que las observaciones realizadas hasta la fecha apoyen cualquiera de las dos hipótesis.

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 ]} Estadísticamente , se podría esperar que el planeta más cercano de este tipo estuviera a menos de 12 años luz de la Tierra . ^{[ 1 ] [ 2 ]} En septiembre de 2020, los astrónomos identificaron 24 candidatos 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 ]}

Los descubrimientos 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, incluyendo algunos científicos, creían que Marte era muy similar a la Tierra, solo que más seco, con una atmósfera densa, una inclinación axial, órbita y estaciones parecidas, además de una civilización marciana que había construido grandes canales . Estas teorías fueron promovidas por Giovanni Schiaparelli , Percival Lowell y otros. Por ello, en la ficción, Marte se representaba como un planeta 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 árido y lleno de cráteres. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} No obstante, 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. ^{[ 10 ]} Con la posibilidad de que haya habido agua en el pasado, existía la posibilidad de que la vida pudiera haber comenzado en Marte, y una vez más se percibió como más parecido a la Tierra.

Asimismo, hasta la década de 1960, muchos, incluidos algunos científicos, creían que Venus era una versión más cálida de la Tierra, con una atmósfera densa y un clima cálido y polvoriento o húmedo con nubes de agua y océanos. ^{[ 11 ]} En la ficción, Venus a menudo se representaba con similitudes a la Tierra y muchos especulaban sobre una civilización venusina . 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 caliente, con una temperatura superficial de alrededor de 462 °C (864 °F) ^{[ 12 ]} bajo una atmósfera ácida con una presión superficial de 9,2 MPa (1330 psi) . ^{[ 12 ]}    

Desde 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 radicalmente diferente, descubrimientos como la confirmación de lagos , ríos y procesos fluviales en Titán en 2007 impulsaron las comparaciones con la Tierra. ^{[ 13 ] [ 14 ]} Otras observaciones, incluidos los fenómenos meteorológicos, han ayudado a comprender los procesos geológicos que pueden operar en planetas similares a la Tierra. ^{[ 15 ]}

El telescopio espacial Kepler comenzó a observar los tránsitos de posibles planetas terrestres en la zona habitable desde 2011. ^{[ 16 ] [ 17 ]} Aunque la tecnología proporcionó un medio más eficaz para detectar y confirmar planetas, no pudo concluir de forma definitiva cuán similares a la Tierra son realmente los planetas candidatos. ^{[ 18 ]} En 2013, se confirmaron varios candidatos de Kepler de menos de 1,5 radios terrestres orbitando en la zona habitable de estrellas. No fue hasta 2015 que se anunció el primer candidato de tamaño cercano a la Tierra orbitando un candidato solar, Kepler-452b . ^{[ 19 ] [ 20 ]}

El 11 de enero de 2023, 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 . ^{[ 21 ]}

La probabilidad de encontrar un análogo de la Tierra depende principalmente de los atributos que se esperan que sean similares, y estos varían enormemente. Generalmente se considera que sería un planeta terrestre , y se han realizado varios estudios científicos con el objetivo de encontrar tales planetas. A menudo se implican, aunque no se limitan a, criterios como el tamaño del planeta, la gravedad superficial, el tamaño y tipo de estrella (es decir, análogo del Sol ), la distancia y estabilidad orbital, la inclinación axial y la rotación, geografía similar , océanos , condiciones atmosféricas y climáticas, magnetosfera fuerte e incluso la presencia de vida compleja similar a la de la Tierra . Si existe vida compleja, podría haber bosques que cubran gran parte del territorio. Si existe vida inteligente, algunas partes del territorio podrían estar cubiertas de ciudades . Algunos factores que se asumen para un planeta de este tipo pueden ser improbables debido a la propia historia de la Tierra. Por ejemplo, la atmósfera terrestre no siempre fue rica en oxígeno, y esta es una biofirma del surgimiento de la vida fotosintética . La formación, presencia e influencia de la Luna en estas características (como las fuerzas de marea ) también pueden plantear un problema para encontrar un análogo de la Tierra.

El proceso de determinar análogos terrestres a menudo implica conciliar varios registros de cuantificación de la incertidumbre . Como 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 salvar el tiempo y el espacio y unir dos objetos dispares" que otros. ^{[ 23 ]}

Tamaño

A menudo se piensa que el tamaño es un factor significativo, ya que se cree que los planetas del tamaño de la Tierra tienen más probabilidades de ser de naturaleza terrestre y de poder retener una atmósfera similar a la de la Tierra. ^{[ 26 ]}

La lista incluye planetas con una masa comprendida entre 0,8 y 1,9 veces la masa terrestre; por debajo de esta masa, generalmente se clasifican como sub-Tierra , y por encima, como super-Tierra . Además, solo se incluyen planetas con un radio comprendido entre 0,5 y 2,0 veces el radio terrestre (entre la mitad y el doble del radio de la Tierra).

Según los criterios 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 medida deficiente, particularmente en términos de habitabilidad . La temperatura también debe considerarse, ya que Venus y los planetas de Alpha Centauri B (descubierto en 2012), Kepler-20 (descubierto en 2011 ^{[ 30 ] [ 31 ]} ), 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 gélidos, lo que también resulta en una amplia variedad de condiciones superficiales y atmosféricas. Las masas de las lunas del Sistema Solar son una pequeña fracción 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.

Terrestre

Otro criterio frecuentemente citado es que un análogo de la Tierra debe ser terrestre, es decir, debe poseer una geología superficial similar: una superficie planetaria compuesta de materiales similares. Los ejemplos más cercanos conocidos son Marte y Titán, y si bien existen similitudes en sus tipos de relieve y composición superficial, también hay diferencias significativas, como la temperatura y la cantidad de hielo.

Muchos de los materiales y relieves de la superficie terrestre 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, ya sea volcánica o artificialmente. Por lo tanto, un análogo real de la Tierra podría haberse formado mediante procesos similares, habiendo poseído atmósfera, interacciones volcánicas con la superficie, agua líquida pasada o presente y formas de vida .

Aguas superficiales y ciclo hidrológico

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 los dos tenga agua superficial persistente, aunque existe evidencia de que Marte la tuvo en su pasado remoto, ^{[ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]} y se especula que lo mismo fue el caso de Venus. ^{[ 11 ]} 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 de 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 solo debe tener una posición similar de su sistema planetario, sino también orbitar un sistema solar análogo y tener una órbita casi circular, de modo que permanezca continuamente habitable como la Tierra.

El principio de mediocridad sugiere que existe la posibilidad de que eventos fortuitos hayan permitido la formación de un planeta similar a la Tierra en otro lugar, lo que posibilitaría el surgimiento de vida compleja y multicelular. En contraste, la hipótesis de la Tierra Rara afirma que, si se aplican los criterios más estrictos, dicho planeta, de existir, podría estar tan lejos que los humanos jamás lo encuentren.

Dado que el Sistema Solar carecía 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 , donde 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.

Historia

Frecuencia estimada

Aún se desconoce la frecuencia de planetas similares a la Tierra tanto en la Vía Láctea como en el universo en general. Varía desde las estimaciones extremas de la hipótesis de la Tierra rara —un solo planeta (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 de 2008 realizado por el astrónomo Michael Meyer de la Universidad de Arizona sobre el polvo cósmico cerca de estrellas similares al Sol de formación reciente 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. ^{[ 41 ]} El equipo de Meyer encontró discos de polvo cósmico alrededor de las estrellas y considera que esto es un subproducto de la formación de planetas rocosos.

En 2009, Alan Boss de la Institución Carnegie para la Ciencia especuló que podría haber 100 mil millones de planetas terrestres solo en la galaxia Vía Láctea . ^{[ 42 ]}

En 2011, el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA , basándose en observaciones de la Misión Kepler, sugirió que entre el 1,4 % y el 2,7 % de todas las estrellas similares al Sol podrían tener planetas del tamaño de la Tierra dentro de sus zonas habitables . 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 similar al de la Vía Láctea, en las 50 mil millones de galaxias del universo observable , podría haber hasta cien quintillones de planetas similares a la Tierra. ^{[ 43 ]} Esto correspondería a unos 20 análogos de la Tierra por centímetro cuadrado de la Tierra. ^{[ 44 ]}

En 2013, un Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, utilizando análisis estadísticos de datos adicionales de Kepler, sugirió que hay al menos 17 mil millones de planetas del tamaño de la Tierra en la Vía Láctea. ^{[ 45 ]} 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. ^{[ 46 ]}

La terraformación (literalmente, "moldeado 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 así hacerlo habitable para los humanos.

Debido a la proximidad y similitud en tamaño, Marte, ^{[ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]} y en menor medida Venus, ^{[ 50 ] [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]} han sido citados como los candidatos más probables para la terraformación.

• Habitabilidad planetaria
• Habitabilidad de los satélites naturales
• Planeta superhabitable