Las fuerzas de marea que experimenta un planeta habitable aumentan con la disminución del tipo espectral. Por lo tanto, un planeta habitable que orbita una estrella más pequeña, menos masiva y más fría experimentaría fuerzas de marea mucho más fuertes que uno que orbita una estrella más grande, más masiva y más caliente, y probablemente estaría bloqueado por mareas.
Pero, ¿qué pasa con otros factores? ¿Cómo se escalan otras características con diferentes estrellas?
Por ejemplo, ¿sería menor la velocidad orbital de un planeta en la zona habitable de una enana roja que la velocidad de un planeta en la zona habitable de una estrella más caliente y más masiva?
La siguiente tabla proporciona la masa, el radio, la temperatura y la luminosidad de una estrella promedio de varios tipos espectrales seleccionados:
La siguiente tabla proporciona la distancia orbital, el período y la velocidad de un planeta similar a la Tierra que recibe el mismo flujo de su estrella que la Tierra recibe del Sol, junto con la velocidad radial de la estrella causada por dicho planeta y las fuerzas de marea ejercidas sobre el planeta relativo a la Tierra:
Estos cálculos se realizaron con el planeta a tal distancia que recibe exactamente el mismo flujo de su estrella que la Tierra del Sol. En realidad, un planeta puede estar significativamente más lejos o más cerca y aun así permanecer en la zona habitable.
Puede ver una correlación muy clara: a medida que disminuye el tipo espectral (la estrella se vuelve más fría, más pequeña y menos masiva),
Estoy seguro de que hay otros factores que no tomé en cuenta, pero estos son los más obvios que se me ocurrieron.
1. Obtuve los datos de la masa, el radio y la temperatura de cada estrella de aquí. Esta es una relación promedio y no pretende ser exacta.
2. La luminosidad se calculó utilizando la ley de Stefan-Boltzmann , suponiendo una esfera perfecta y un radiador de cuerpo negro, como son aproximadamente la mayoría de las estrellas.
El efecto principal sería el entorno de radiación. Un planeta en la zona habitable de una enana M probablemente estaría sujeto a mucha más observación ultravioleta y de rayos X durante más tiempo que un planeta que orbita una enana G de edad general similar.
La razón de esto radica en la física de las dínamos estelares que impulsan el magnetismo de las estrellas frías. Las estrellas frías que giran rápidamente tienen un campo magnético más fuerte y esto conduce a un mayor calentamiento en sus cromosferas y coronas. Esto, a su vez, conduce a más radiación UV y de rayos X que surge del plasma caliente que se encuentra dentro de estas regiones.
Las estrellas nacen como rotadores más rápidos y luego pierden momento angular por un acoplamiento de sus vientos estelares a sus campos magnéticos a gran escala. Por lo tanto, a medida que envejecen, giran más lentamente y la actividad magnética disminuye. Por ejemplo, una estrella como el Sol, pero con una edad de 100 millones de años, sería miles de veces más activa en rayos X de lo que es el Sol ahora.
Por razones que aún no se comprenden completamente, se observa que las estrellas de secuencia principal de menor masa tienen escalas de tiempo de rotación más largas y permanecen magnéticamente activas durante mucho más tiempo: miles de millones de años en el caso de las enanas M medias (por ejemplo, Bouvier et al. 2014 ) . Esto significa que para un flujo total similar de energía de la estrella anfitriona, un planeta que orbita alrededor de una enana M recibiría dosis mucho más altas de radiación UV y rayos X en el transcurso de miles de millones de años.
Es probable que esta radiación de energía extra alta tenga un efecto dramático en las atmósferas de los planetas cercanos alrededor de las enanas M y, por supuesto, puede influir en el desarrollo de la vida (tal como la conocemos).
La velocidad orbital (supuestamente circular) de un planeta en la zona habitable de una estrella más fría y de menor masa sería mayor que la de una estrella similar al Sol (que simplemente surge de la tercera ley de Kepler), pero eso no tendrá ninguna implicación para la atmósfera o la habitabilidad.
Los períodos orbitales, y por lo tanto los años, de los planetas en las zonas habitables de estrellas de diferentes tipos pueden variar mucho, dependiendo de qué tan ancha o estrecha sea la zona habitable de una estrella y qué tipos de estrellas pueden tener planetas habitables. Por lo tanto, es posible que algunos planetas habitables tengan años diez veces más largos que otros, posiblemente incluso cientos de veces más largos que otros.
Las estaciones meteorológicas no se corresponden exactamente con las estaciones astronómicas, sino que se basan en ellas. Las estaciones astronómicas son cada una una cuarta parte del año de un planeta.
Por lo tanto, los planetas con duraciones anuales muy diferentes pueden tener temporadas muy diferentes, lo que posiblemente podría tener efectos importantes en la vida hipotética en esos planetas.
Los planetas en las zonas habitables de tenues estrellas rojizas estarían bloqueados por mareas a sus estrellas y, por lo tanto, no tendrían estaciones a menos que sus órbitas fueran bastante excéntricas. En cambio, un lado tendría el día eterno y el verano eterno, y el otro lado tendría la noche eterna y el invierno eterno. Eso podría hacer que el planeta fuera inhabitable a menos que la atmósfera y la hidrosfera mantuvieran ambos lados a temperaturas similares.
Si un planeta gigante orbitara en la zona habitable de una estrella enana roja y tuviera una o más lunas de masa planetaria que posiblemente podrían tener vida, esas lunas estarían bloqueadas por mareas en el planeta en lugar de en la estrella. Así sus períodos orbitales alrededor del planeta, sus meses, serían iguales a sus ciclos de luz y oscuridad, sus días. Eso tendría efectos climáticos significativos.
Por lo tanto, posiblemente existan fuertes diferencias climáticas entre los planetas y las lunas que orbitan estrellas de diferentes tipos espectrales, incluso en los casos en que sus distancias son tales que reciben exactamente la misma cantidad total de radiación de sus estrellas que la Tierra.