HZD

Posició en la ZH d'alguns dels planetes confirmats en major IST i temperatura mija superficial.

El HZD (per les seues sigles en anglés: Habitable Zone Distance) és un indicador desenrollat pel Laboratori de Habitabilitat Planetària («PHL») de l'UPRA, que establix l'ubicació d'un planeta respecte al centre de la zona de habitabilitat de la seua sistema, en térmens relatius. El seu valor, comprés entre -1 (llímit intern de la zona habitable) i +1 (llímit exterior), és per tant independent del tipo estelar. En freqüència, els experts ampren este barem com un primer indicador de l'aptitut d'un planeta per a la vida per l'escassa informació necessària en el seu càlcul.

Els métodos actuals de detecció exoplanetaria favorixen la troballa de cossos planetaris en òrbites reduïdes, per lo que la major part dels planetes confirmats potencialment habitables conten en un HZD pròxim a -1. Entre els dèu més similars a la Terra, el que conta en un valor més propenc a zero és Kepler-442b, en -0,34. En comparació, la Terra registra un -0,50, és dir, es troba llaugerament desplaçada cap al confín intern de la zona de habitabilitat del sistema solar.

La zona de habitabilitat

Artícul principal → Zona de habitabilitat.

El concepte de zona habitable, desenrollat àmpliament per James F. Kasting en 1993, marca una regió en forma d'anell present al voltant de cada estrela en la que qualsevol planeta ubicat en ella que conte en una massa i pressió atmosfèrica adequades, podria tindre aigua en estat líquit sobre la seua superfície. Habitualment, la pertinença d'un planeta a esta regió és el primer criteri utilisat pels experts per a identificar el habitabilitat potencial d'un cos planetari.

El llímit exterior de la zona habitable està delimitat pel punt a partir del com les baixes temperatures comportarien la condensació del CO₂ i, per tant, una glaciació global permanent. La seua vora interior marca la zona en la que les altes temperatures i els efectes de la proximitat de l'estrela supondrien la pèrdua de la major part del hidrogen superficial per escape hidrodinàmic, desnugant un efecte hivernàcul descontrolado similar al de Venus.

El HZD

És possible que bona part dels planetes de massa similar a la terrestre en un HZD pròxim a -1 presenten un efecte hivernàcul descontrolado similar al de Venus (en l'image).

Ya que el HZD s'expressa en térmens relatius, la zona habitable és la regió compresa entre un HZD de -1 (confín intern) i +1 (confín extern), en independència del tipo estelar. El valor zero correspon al centre de la zona habitable. Un exoplaneta en HZD pròxim a zero pot ser més hostil per a la vida que un atre en valors propencs a -1 o +1 en funció de les característiques d'abdós planetes. No obstant, partint de que el HZD pot ser calculat simplement coneixent la lluminositat estelar, la temperatura efectiva de la superfície de l'estrela i la distància entre esta i el cos planetari; és freqüentment utilisat com el primer indicador per a estimar el potencial per a la vida d'un exoplaneta (a costa de dispondre de senyes adicionals que permeten calcular ràtios més complexos, com l'Índex de Similitut en la Terra o IST).

Encara que la separació entre un planeta i la seua estrela es mantinga estable, el HZD varia en el pas del temps a mida que aumenta la lluminositat d'esta última. Per esta raó, els planetes en un HZD original superior a +1 poden adinsar-se llentament en la zona habitable, mentres uns atres queden exclosos. La duració d'este procés guarda una relació inversa en la massa de l'estrela, és dir, les estreles de menor tamany contaran en zones habitables molt més estables que les més massives. No obstant, l'esgambi d'esta regió és directament proporcional al tamany de l'estrela, de modo que en una nana roja la seua amplitut pot reduir-se a 0,3 UA, front a les 2 UA que pot comprendre la d'una de tipo F (més lluminosa que el Sol).

En la posada en funcionament del telescopi Kepler, el número d'exoplanetes descoberts ha creixcut exponencialment. El seu método de detecció (trànsit astronòmic) i les seues llimitacions tècniques favorixen el descobriment de cossos planetaris massius situats molt pròxims a les seues estreles. Per esta raó, la majoria dels exoplanetes confirmats potencialment habitables tenen un HZD propenc a -1. En un valor de -0,34, Kepler-442b és el que conta en un HZD més pròxim a zero entre els dèu exoplanetes confirmats en major potencial per a albergar vida.

Expressió matemàtica

Segons el PHL, partint dels estudis de David R. Underwood (2003) i Franck Selsis (2007), el càlcul de el HZD i dels llímits de la zona habitable es realisa per mig de les expressions:

A on r_i és la separació entre el confín intern de la zona habitable i l'estrela en UA, r_o és la distància respecte al confín extern en UA, L és la lluminositat estelar en unitats solars, T_eff és la temperatura efectiva de l'estrela en kelvin (K), T_s=5700 K, a_i=2,7619×10^-5, b_i=3,8095×10^-9, a_o=1,3786×10^-4, b_o=1,4286×10^-9, r_is=0,72 i r_vos=1,77.