Zona habitable gigante roja

Estuve observando un poco la evolución de las estrellas y una cosa que a veces veo flotar es esta idea de que en un futuro lejano, cuando el sol se haya convertido en un gigante rojo y la tierra se haya reducido a cenizas, la zona habitable del sistema solar tiene se alejó lo suficiente como para que Titán, la luna de Saturno, se haya convertido en un lugar agradable para vivir.

Hay algunos libros que trabajan con esta idea, haciendo que una especie de extraña especie alienígena se desarrolle en Titán mucho después de que toda la vida se haya extinguido en la Tierra. El libro de Stephen Baxter sobre Titán es un buen ejemplo.

Lo que quiero saber es si se puede contar o no con una gigante roja para proporcionar una zona habitable adecuada. Ahora entiendo que las gigantes rojas no tienen una vida larga, por lo que probablemente solo estaríamos viendo alrededor de 1.000 millones a 1.500 millones de años como máximo que se mantendrían antes de abandonar el fantasma. ¿Puede sostener una zona habitable estable durante ese tiempo? Entiendo que hay etapas en las que se inflará y desinflará en tamaño y otras en las que expulsará grandes cantidades de materia que, supongo, enviaría las cosas mal y probablemente esterilizaría un mundo antes de que sucediera algo interesante, pero ¿podría haber un punto óptimo? de alrededor de mil millones de años de relativa estabilidad al observar una gigante roja formada a partir de una estrella del tamaño del sol o más pequeña?

Me imagino algún tipo de mundo en el sistema solar exterior que puede desarrollar vida hasta tal vez una etapa eucariota (siendo generoso aquí) en un océano subterráneo antes de que su estrella se hinche y una zona habitable se expanda hasta donde está, permitiendo agua líquida y la atmósfera para existir en la superficie. En este punto, ¿sería concebible que surgiera la fotosíntesis, la oxigenación de la atmósfera, la vida multicelular de complejidad creciente, tal vez culminando en una carrera inteligente antes de que se agote el tiempo? ¿Es esto concebible con un Gigante rojo? ¿La vida que emerge miles de millones de años antes significaría que estarían por delante de la curva de algunos desarrollos en la tierra, y un Gigante rojo posiblemente podría ofrecer condiciones lo suficientemente estables durante un período lo suficientemente largo para? vida compleja para evolucionar?

¡Gracias!

Se espera que la fase de gigante roja del sol dure alrededor de mil millones de años. en.wikipedia.org/wiki/Red_giant
¿Sería más largo para una estrella un poco más pequeña que no se quedó atrapada en el estancamiento de las enanas rojas, por ejemplo, Tau ceti?
En realidad, mil millones de años es aproximadamente el límite superior para la duración de la fase de gigante roja. Intenté encontrar una línea que correlacione esto con la masa sin mucha suerte. Tau Ceti está tan cerca de nuestro sol en masa que no esperaría una gran diferencia, pero realmente no lo sé.
No permanece del mismo tamaño durante la fase de gigante roja. Incluso si obtuvieras mil millones de años, el planeta no permanecería en la zona habitable durante esos mil millones de años.
Escuché que, según la masa solar original, algunas gigantes rojas pueden vivir el doble de la vida actual de la Tierra: universetoday.com/128979/friendly-giants-cozy-habitable-zones

Respuestas (3)

No es una declaración común, pero mil millones de años no es suficiente. ingrese la descripción de la imagen aquí
Si la Tierra es un ejemplo, en realidad es nuestro único ejemplo, pasar de habitable a unicelular lleva alrededor de 500 millones de años por sí solo. Pasar de células individuales a multicelulares tomó otros tres mil millones de años.

Hemos pasado tres mil quinientos millones de años, muy por encima de su presupuesto fantasma, y ​​todo lo que tenemos para mostrar son esponjas y hongos.

Para el caso de Titán, sería mejor comenzar con alguna contaminación microbiana en Huygens , o en el futuro módulo de aterrizaje de Titán, e ir desde allí. Luego podemos saltar todo ese tedio de los primeros miles de millones de años directamente a los últimos mil millones de años, mucho más interesantes. Las cosas podrían ponerse interesantes justo después de que la luna se vuelva habitable y, aunque sea poco probable, podrían llegar al punto en que decidan no dejar que se hagan las precuelas de Star Wars.

¿Sería relevante el tiempo de espera de 500 millones para el primer concierto? No es como si estuvieras esperando a que la corteza se enfríe o al final del intenso bombardeo tardío. Por supuesto, podría ser que, dada la improbabilidad de la abiogénesis, es poco probable que incluso 10 mil millones de años den lugar a la vida.
@GaryWalker Creo que medio billón de años ya podría ser una estimación bastante liberal. Además, no creo que podamos suponer que el entorno lunar sería instantáneamente habitable inmediatamente después de que el sol se convirtiera en una gigante roja.
Bueno, en este escenario, asumo que la vida ya se desarrolló (o se extendió a) este mundo hipotético, si es algo así como Titán o Europa o lo que sea, puede albergar vida dentro de un océano subterráneo. También asumo que los organismos eucariotas pueden haber surgido antes de la fase de gigante roja, pero esto puede tener problemas si es necesario que ocurra una catástrofe de oxígeno para que eso suceda, lo que implicaría un largo período de llenado de oxígeno en la atmósfera.
@Khwarezm Bastante justo. Por supuesto, importar vida que evolucionó para el entorno en el que se convertirá la luna sigue siendo probablemente la mejor idea.
El hecho de que la vida en la Tierra haya tardado tres mil millones de años en pasar de los organismos unicelulares a los multicelulares no significa necesariamente que sea necesario que la evolución alcance la vida multicelular. Creo que es perfectamente posible que en la Tierra, no hubo (por ejemplo) inicialmente una ventaja clara para tal paso y sucedió esencialmente al azar. Tal vez podríamos haber tenido vida multicelular después de los primeros mil millones de años si tuviéramos suerte.
@Irigi Claro, pero la Tierra es nuestro único ejemplo, por lo que cualquier diferencia es solo una conjetura.
@Samuel Tiene razón, pero aún debemos ser conscientes de que tenemos estadísticas de una sola muestra y debemos esperar algunas variaciones. Las diferencias demasiado grandes pueden parecer improbables, pero todos los planetas con vida que toman exactamente el mismo camino que la Tierra también parecen muy improbables. Por eso, el reclamo: "Lo siento, es muy poco tiempo para que suceda". no me parece tan bien justificado. Tal vez tengas razón, pero no lo diría como un hecho conocido.

SI

Para elaborar la muy buena respuesta de @Samuel, las estrellas de todas las luminosidades constantes, excepto las más pequeñas, tendrán zonas habitables.

¿Cuál será la Luminosidad del Sol?
Se espera que la luminosidad de nuestro Sol aumente hasta alrededor de 5000 veces los niveles actuales .

¿Dónde estará la nueva zona habitable?
Dado que la irradiación solar depende linealmente de la luminosidad y por la 1 r 2 de la órbita, eso significa que la zona habitable del Sol Gigante Rojo será:

r = 5000 = 70 A tu

y si asume que la zona habitable es +/- 20% de la distancia mediana, esto le da un rango de 56 - 84 AU para cuerpos habitables.

¿Qué tipo de cuerpos orbitan por ahí?
Esto está más allá del radio orbital de cualquier planeta y, de hecho, está más allá del límite de 50 AU del Cinturón de Kuiper .

Probablemente haya algunos planetoides perdidos por ahí y quizás haya algo tan grande como la Tierra, pero aún no hemos detectado nada parecido.

Otros problemas:
como señaló @Samuel, mil millones de años simplemente no es tiempo suficiente para que la evolución desarrolle algo interesante desde cero.

Pero si miramos esto como un mundo colonia de la Tierra asentado por humanos posteriores a la Tierra, definitivamente podríamos haber trasplantado una biosfera allí. Si hiciéramos eso, habría suficiente tiempo para que sucedieran cosas interesantes de nuestra cultura inicial.

Entonces, ¿UNA gigante roja es lo suficientemente brillante para una zona habitable que abarca 56-84 UA?

El gran problema (o ventaja) es que el espectro de luz gigante roja se desplaza hacia el infrarrojo y las microondas. Sería mucho menos luz ultravioleta. Así que considerando la zona habitable la que va a recibir alrededor de la misma potencia/superficie, sería más luz calorífica que luz ionizante. Supongo que las formas de vida tendrían que adaptarse a esta condición. Por ejemplo, los seres vivos actuales no podrían producir vitamina D. Pero la producción de ozono también se reduciría y, dado que el ozono filtra, la luz ultravioleta podría equilibrarse un poco.

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