En astrofísica la zona de habitabilidad estelar es una estrecha región circunstelar
en donde, de encontrarse ubicado un planeta (o luna) rocoso con una masa comprendida entre 0,6 y 10 masas terrestres y una presión atmosférica superior
a los 6,1 mb correspondiente al punto triple del agua,
la luminosidad y el flujo de radiación incidente permitiría la presencia de agua
en estado líquido sobre su superficie.
Definida por primera vez en 1959 por S. Huang, la zona de habitabilidad estelar (ZH) se encuentra delimitada por dos rádios:
uno interno ó ZHri y otro externo ó ZHro.
Mientras el rádio interno establece la distancia mínima capaz de salvaguardar
el entorno planetario de un efecto invernadero desbocado, el externo,
por el contrario, muestra la distáncia máxima en la que este mismo fenómeno
es capaz de impedir que las bajas temperaturas aboquen al planeta
a una glaciación perpétua.
Junto a la zona de habitabilidad estelar, recientemente los astrónomos norteamericanos Gonzalez, Ward y Brownlee han definido la denominada zona de habitabilidad galactica. Alejada de las fuentes intensas de radiación,
sobre todo del violento centro galáctico y de las regiones activas de formación estelar, la conjunción de estas dos zonas, ZH y ZHG, presentan las condiciones
más favorables para la aparición y posterior desarrollo
de la vida en un entorno planetário adecuado.
Relegada inicialmente al marco de la mera especulación, no es hasta fechas
recientes cuando el descubrimiento de un número cada vez mayor de planetas extrasolares ha hecho retomar con inusitado interés, sobre todo para la astrobiología, el estudio de la ZH.
Prueba de ello lo constituye el desarrollo de diversas expresiones matemáticas,
como las propuestas por Kasting, Whitmire & Reynolds (1993)
o Whitmire & Reynolds (1996), destinadas al calculo aproximado
de los rádios interno y externo expresados en unidades astronómicas:
'''ZHri''' = [L / Sbi]0,5 ; '''ZHro'''
[L / Sbo]0,5 donde L es la luminosidad y Sb el flujo estelar
'''ZHri(ZAMS)''' = [LZAMS / 1,1]0,5 ; '''ZHro(ZAMS) = ZHri(HZT)''' =
[LZAMS / 0,53]0,5 ; '''ZHro(HZT)''' = [LHZT / 0,53]0,5 ; '''ZHri(MSE)''' =
[LMSE / 1,1]0,5 ; '''ZHro(MSE)''' = [LMSE / 0,53]0,5
donde LZAMS
es la luminosidad durante el momento cero del início de la secuencia principal
o Zero Age Main Sequence, LHZT es la luminosidad en el momento de tránsito
y LMSE es la luminosidad al final de la secuencia principal
Como puede apreciarse a partir del último conjunto de expresiones matemáticas,
la zona de habitabilidad evoluciona con el tiempo migrando hacia el exterior
a medida que la estrella recorre la secuencia principal.
Deducidas a partir de propiedades fisicas como la masa, temperatura efectiva
y flujo estelar, las características y evolución de la ZH se encontrarán estrechamente ligadas a la vida de las estrellas.
De esta forma con una temperatura efectiva inferior a los 3000 K
y una luminosidad miles de veces inferior a la del Sol, las enanas rojas de clase espectral M presentarán una ZH muy estrecha y próxima a la estrella,
quedando bloqueada la rotación planetária a partir de 0,6-0,4 masas solares.
A pesar de este grave inconveniente y de la emisión de la mayor
parte de la energía liberada en forma de radiación infrarroja,
el abundante número de enanas rojas (70-90% del total de la Vía Láctea)
y su extrema longevidad hace que presenten en conjunto el área de habitabilidad estelar más extenso de la galáxia.
A pesar de no mostrar restricción temporal alguna, una masa estelar inferior
a 0,08 masas solares implica unas condiciones de presión
y temperatura en su núcleo insuficientes para mantener activo el "fuego" nuclear.
Consideradas objetos de transición entre estrellas y planetas,
las enanas marrones muestran unas características físicas
que imposibilitan la existencia a su alrededor de una zona de habitabilidad propiamente dicha.
En el extremo opuesto, con una temperatura efectiva de 50000 K
y una luminosidad millones de veces superior a la solar,
las grandes estrellas azuladas y blanco-azuladas de clase espectral O y B
presentan una ZH amplia y muy alejada de la estrella, por lo que queda
asegurada la libre rotación planetária.
Su reducído número, la emisión de la mayor parte de la energía liberada
en forma de radiación ultravioleta, efímera vida y el intenso viento
estelar que caracteriza estas grandes estrellas no solo imposibilita
la consolidación a su alrededor de cuerpos planetários,
sino que incluso en casos extremos puden llegar a disipar los discos
protoplanetários presentes en estrellas vecinas.
Estimado para el desarrollo de la vida en un planeta como
la Tierra un lápso de tiempo no inferior a 4000 millones de años,
las estrellas más aptas serian aquellas que presentasen una masa
inferior a 1,20 masas solares y superior a 0,6 masas solares,
o lo que es lo mismo estrellas de clase espectral F, G y K.
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