Habitabilidade na Via-Láctea em várias escalas

• Autor(a) principal: Mello, Fernando de Sousa
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14131/tde-22102019-235141/
• topic: astrobiologia; astrobiology; evolução de biosferas; evolution of biospheres; geophysical models; habitabilidade; habitabilidade na Via-Láctea; habitability; habitable zones; Milky Way habitability; modelos geofísicos; sistema Terra; system Earth; zonas habitáveis

A Galáxia é muito vasta para inicialmente explorarmos cada ponto detalhadamente na busca por vida. É necessário concentrar nossos esforços e atenção nos locais mais promissores. Além disso, parece não haver muitos modelos que tentem avaliar a habitabilidade de um planeta considerando o sistema como um todo, similarmente aos estudos do sistema Terra. Desse modo, o objetivo deste trabalho é estudar a habitabilidade da Via-Láctea desde a escala planetária até a escala Galáctica para derivar as características melhor associadas à habitabilidade planetária, e as regiões de nossa Galáxia mais promissoras para a procura por vida, jogando alguma luz na relação entre os fatores mais relevantes em cada escala. Os resultados desses estudos orientariam programas de busca por exoplanetas habitáveis na Galáxia. Desenvolvemos um modelo mínimo da co-evolução da geosfera, atmosfera e biosfera de nosso planeta para avaliar a evolução das condições de habitabilidade e estimar o tempo de vida da biosfera terrestre. Aplicamos esse modelo na exploração de alguns limites simples de habitabilidade para possíveis planetas telúricos e no estudo da zona habitável circunstelar (ZHC) em função de parâmetros planetários e estelares. Um modelo de evolução química da Galáxia nos permitiu conectar nosso modelo de habitabilidade à escala Galáctica e obter a densidade de planetas habitáveis em função do raio Galactocêntrico e da idade da Galáxia. Os resultados do nosso modelo básico indicam que a biosfera terrestre provavelmente entrará a em colapso em 1,63 Ganos devido ao aumento da temperatura. Planetas terrestres mais massivos e com maior abundância de material radioativo do que a Terra poderiam se manter habitáveis por longos períodos de tempo. A queda nos indicadores de atividade geológica nos planetas telúricos ao longo do tempo seria um fator restritivo adicional da extensão da ZHC em relação às suas estimativas tradicionais. Planetas habitáveis seriam mais facilmente encontrados em torno de estrelas mais jovens e mais metálicas. Cerca de 2 x 108 planetas habitáveis existiriam na Via-Láctea atual, 80% sendo mais velhos do que a Terra, e ~2/3 residindo em raios internos a 7 kpc. Nosso trabalho concorda com outros da literatura que indicam que a parte interior da Galáxia seria a região com maior número de mundos habitáveis. Sugerimos que estrelas FGK jovens, mais metálicas e mais ricas em isótopos radioativos, e as regiões internas da Galáxia seriam os locais mais promissores para abrigar planetas habitáveis. Entre os futuros aperfeiçoamentos dos nossos modelos estão a melhor integração dos diversos fatores que afetam a habitabilidade de um planeta, como a presença de diferentes gases do efeito estufa, o que poderia influenciar na fronteira exterior da ZHC, e o gradiente de isótopos radioativos na Galáxia, o que afetaria a habitabilidade de planetas telúricos.