La siguiente imagen puede darte una idea:
Uno de los principales ingredientes para la vida tal como la conocemos es el agua líquida. El agua existe como líquido entre 273K y 373K (a menos que la presión sea demasiado baja, en cuyo caso el agua se sublima en vapor de agua gaseoso). La región del sistema solar (o cualquier sistema planetario) donde la temperatura está en este rango, se llama zona habitable .
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Los planetas están en equilibrio con su entorno: no se calientan ni enfrían. Todos los planetas absorben la radiación incidente del Sol (esto los calienta); Para mantener el equilibrio, deben irradiar la misma cantidad de energía. La temperatura de un planeta se puede aproximar asumiendo que es un cuerpo negro.
Usted determina la temperatura igualando la luminosidad planetaria (proporcional a su temperatura elevada a la cuarta potencia, T4) a la irradiancia solar (L / D2 donde L es la luminosidad solar y D es la distancia al Sol). La distancia a la que un planeta está a la temperatura T es proporcional a 1 / T2. Simplemente conecte los valores de la temperatura superior e inferior para obtener los radios de los radios interior y exterior de la zona habitable.
Para hacer esto correctamente, debe tener en cuenta una serie de efectos:
- A medida que las estrellas evolucionan en la secuencia principal, se vuelven más brillantes y más calientes. Esto hace que la zona habitable se mueva con el tiempo. El Sol ahora es un 30% más brillante que hace 4 mil millones de años, y eventualmente duplicará ese brillo antes de evolucionar fuera de la secuencia principal. En la figura de la izquierda, la zona habitable se mueve hacia afuera entre los tiempos t0 y t1. La región etiquetada CHZ es la zona continuamente habitable. Hace unos 4 mil millones de años, Venus estaba ubicada cerca del borde interior de la zona habitable; hoy se encuentra más cerca del Sol que el borde interior de la zona habitable.
- Albedo Los planetas no absorben toda la luz incidente; mucho se refleja. El albedo es la fracción de luz incidente reflejada, no absorbida. El albedo de la Tierra es 0.37; el de Venus es 0.65; el de la Luna es de aproximadamente 0,12 (la nube es altamente reflectante, la roca basáltica no). Debes multiplicar la irradiancia solar por el albedo. Esto extiende el borde interior de la zona habitable hacia adentro.
- Efecto invernadero . Los planetas no son cuerpos negros ideales. El dióxido de carbono, el vapor de agua y otros gases atmosféricos son opacos en el IR cercano (donde estaría el pico de emisión del cuerpo negro). Un radiador menos que ideal debe estar más caliente que un cuerpo negro para irradiar la misma cantidad de luminosidad. Esto extiende el borde exterior de la zona habitable hacia afuera.
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Zona habitable
