ZONAS HABITABLES

en GALAXIAS

Leticia Carigi Instituto de Astronomía

UNAM

El Cosmos: Laboratorio químico Los 6 elementos más

abundantes en el Universo son:

Hidrógeno

Helio

Oxígeno

Carbono

Neón

Nitrógeno

Todos los elementos de la tabla periódica … Campo Ultra Profundo de Hubble.

Galaxias hace 12 Gaños

C H O N

2010 2011 2012

Júpiter

Las Pléyades

Nebulosa de Orión

M74

Gas intergaláctico

Cúmulo de Galaxias de Virgo

H (71.6 %)

He (27.0 %)

Z¤=1.4%

M8 = 2 x 1030 Kg

Sol

Extremo ultravioleta, 284 A, 2x106 K

Vía Láctea

25 kpc

8 kpc Sol

Z~ 0.1 Z8

Z~ 3 Z8

1 kpc ~ 3,300 años luz ~ 3.10 × 1016 km

MVL~1011 M8

IC1101. R ~ 60 RVL. M ~2000 MVL. Z ~ 10 Z8

Ultra débil R ~ 0.001 RVL M ~ 10-5 MVL

Z ~ 3 × 10-4 Z8

1ro ENERO 0:00 am

GRAN

EXPLOSION

31 DICIEMBRE

12:00 pm

Edad Universo = 13.7 mil

millones de años

= 13.7 Gaños

Universo temprano (4 minutos hasta 1ras estrellas) formado por:

75 % de Hidrógeno 25 % de Helio 0 % de Metales

1ras estrellas ~300 millones de años

Las estrellas de m < 9 M� sintetizan Helio, Carbono y Nitrógeno

Estrellas de m > 9 M� sintetizan Helio, Carbono, Oxígeno, Neón,…

NEBULOSA SOLAR

9.1 Gaños

1ro ENERO GRAN

EXPLOSION

9 SEPTIEMBRE

SISTEMA

SOLAR

t ~ 9.1 Gaños

H (71.54 %)

He (27.03 %)

Z¤=1.43%

O (0.73%) C (0.30%) N (0.07) Si (0.08)

Mg (0.06) Ne (0.04)

Fe (0.01%) ….

Extremo ultravioleta, 304 A, 7x104 K

Rocosos Gaseosos

Enanos

SISTEMA SOLAR

ZT=99.9%

Fe (33%) O (30%) Si (15%)

Mg (13%)

S (3%) Ni (2%)

Ca (1.5%) Al (1%)

…

CIANOBACTERIAS

PLANETA TIERRA

1ro ENERO GRAN

EXPLOSION

14 SEPTIEMBRE FORMACION

TIERRA

9 OCTUBRE

CIANOBACTERIAS

t ~ 10.2 Gaños

Enana roja

0.2 Mʘ

Sol 1 Mʘ

Estrella azul

30 Mʘ

Hiper gigante

azul 200 Mʘ

96 % Mg 85 % Si 30 % Fe

Mg Si Fe

TIPOS DE ESTRELLAS

Estrellas binarias interactuantes. SNIa

4 % Mg 15 % Si 70 % Fe

24-29 DICIEMBRE

DINOSAURIOS 9 OCTUBRE

CIANOBACTERIAS

Hace 230-65 millones de años

1ro ENERO GRAN

EXPLOSION

14 SEPTIEMBRE FORMACION

TIERRA 31

DICIEMBRE

11:54 pm

APARICION HOMBRE

Hace 2 millones de años (Homo Erectus)

96.2 % compuestos orgánicos:

Oxígeno (65.0%) Carbono (18.5%) Hidrógeno (9.5%) Nitrógeno (3.2%)

3.8 % sales: Calcio (1.4%)

Fósforo (1.0%) Potasio (0.4%) Azufre (0.3%) Sodio (0.2%) Cloro (0.2%)

Magnesio(0.1%) Iodo (0.1%)

Hierro (0.1%)

COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL SER HUMANO

ZSH ~ 90 % ~ 45 Z�

Somos MUY metálicos

50 % C 70 % N

Enana roja

0.2 Mʘ

Sol 1 Mʘ

Estrella azul

30 Mʘ

Hiper gigante

azul 200 Mʘ

50 % C 98 % O 30 % N 80 % S

100 % P

C H O N S P 2 % O 20 % S

Hasta el 19 julio del 2011 563 planetas extrasolares

Masas = 2 MT - 31 MJ Super Tierras a Super Jupiters

PLANETAS EXTRASOLARES

MJ = 2×1027 Kg = 320 MT

MT = 6×1024 Kg

57 sistemas planetarios multiple

8 kpc Sol 25 kpc

Nuestra galaxia. Vía Láctea

1 kpc = 1000 pc

563 Exoplanetas descubiertos

Sol

Contenido de elementos químicos pesados en los exoplanetas

Z~ 0.1 Z8

9 kpc

8 kpc Sol

Zona con suficiente elementos químicos geofísicos para formar planetas sólidos

Z~ 0.1 Z8

Z~ 3 Z8

Planetas con hábitat estable: Lejos de Supernovas

SN del Cangrejo

Rayos X: azul; Optico: Rojo-Amarillo; Infrarojo: Púrpura

Planetas con hábitat estable:

Lejos de estrellas cercanas

Zona habitable de la Vía Láctea

8 kpc

2 kpc

Sol

Lineweaver et al. (2004)

Mayor probabilidad de encontrar 1 planeta habitable alrededor

de una estrella

4.5 Gaños ~1/3 de la edad del Universo! ¿Se requiere tanto tiempo para crear vida

”inteligente”?

Civilización tecnológicamente comunicativa

Y … ¿CUANTO TIEMPO PARA QUE

SE AUTODESTRUYA?

8 kpc

2 kpc

Sol

ZONA HABITABIBLE con vida inteligente

Estrellas con edades mayores a 4.5 Gaños

10% de todas las estrellas nacidas en la Vía Láctea

Zona habitable de la Vía Láctea

3 kpc

Sol

1.2% de las estrellas de la MW Prantzos (2008) Gowanlock et al. (2011)

0.5 kpc

Mayor probabilidad de encontrar 1 estrella con un planeta habitable

ESTRELLAS en Sistemas planetarios habitables

• Masa de la estrella menor que ~ 2 M¤

•  No evolucionadas

Zona habitable circunestelar del Sistema Solar

1 UA = 1.5 × 108 km

Agua líquida. Depende de atmósfera planetaria

MASA entre 1 y 10 MT = Tierras y Supertierras PLANETA HABITABLE

•  Retener atmósfera •  Atmósfera para T y P estable

Neptuno Tierra Supertierra

•  Actividad geológica (regular T)

Planetas tipo terrestres detectados M < 10 MT

Gl 581e (1.94 MT) Kepler-11 f (2.30 MT)

MT = 0.003 MJ

GLIESE 581. d=6.3 pc, M*=0.31 M¤, edad = 8 Gaños, Z=0.73 Z¤

Gl 581 d M ~ 7 MT Periodo orbital = 67 días

Zona Habitable

Mas

a de

la e

stre

lla Sol

Distancia a la estrella (UA)

Pandora es una luna del planeta gaseoso gigante Polifemo, en α Centauri- A (1.34 pc)

LUNAS HABITABLE

CIENCIA FICCION ?

Planeta masivo

LUNAS HABITABLE

Masa luna ~ 1 MT

Europa en Júpiter Radio=0.25 RT Masa = 0.008 MT

Superficie de Europa en colores falsos (sonda Galileo). Corteza de hasta 100 Km de espesor

Encelado

Titan

Buscando mundo HABITADOS

Número N de civilizaciones capaces de comunicarse a través de ondas

electromagnéticas

L fffnfRN cilep ××××××= ∗

Dr. Frank Drake (1960)

Ecuación de Drake

Estimación

N= Número de civilizaciones que podrían comunicarse en nuestra galaxia, la Vía Láctea. –  R* = tasa de formación de estrellas capaces de albergar

vida (tipo solar)(estrellas por año). –  fp = fracción de estrellas que tienen sistemas planetarios. –  ne = número de planetas localizado en la zona habitable. –  fl = fracción de planetas donde la vida ha aparecido. –  fi = fracción de planetas donde la vida “inteligente” se ha

desarrollado. –  fc =fracción de planetas donde la vida “inteligente” ha

desarrollado una tecnología e intenta comunicarse. – L = duración promedio de civilizaciones tecnológicamente

comunicativas emitiendo señales hacia el espacio

L fffnfRN cilep ××××××= ∗

•  Evaluando esta ecuación, llegamos a: u  N ≈ 10 × 0.5 × 1 × 0.2 × 0.2 × 0.1 × L u  N ≈ 1/50 L

•  ¿Cuánto años dura una civilización avanzada y comunicativa? o  L=100 años implica 2 civilizaciones (pesimistas) o  L=10,000 años implica 200 civilizaciones (optimistas)

•  ¿Estamos solos?

L fffnfRN cilep ××××××= ∗

SETI: Search for Extraterrestrial Intelligence (1984)

•  Hoy SETI se refiere a la búsqueda de TECNOLOGIAS.

•  Las tecnologías que podrían generar señales detectables son: generación de energía, transportación e intercambio de información.

•  Estas no necesariamente estarían hechas para que ser detectables remotamente.

•  También se incluye la posibilidad de naves(tripuladas o no).

•  Mucha mayor probabilidad de encontrar planetas con vida bacteriana.