A zona habitável de uma estrela é a faixa de distâncias em que um planeta pode ter água líquida na superfície: nem tão perto que a água ferva e evapore, nem tão longe que congele para sempre. É por isso que ela também é chamada de zona Goldilocks, em referência à menina do conto que só aceitava o mingau que não estava nem quente nem frio demais.
A definição parece simples, e é. O que quase ninguém conta é que estar na zona habitável não significa ser habitável — e o Sistema Solar tem dois exemplos na nossa cara que provam isso.
Onde fica a zona habitável do Sol
O melhor jeito de entender a nossa é olhar os vizinhos. A Terra está a 1 unidade astronômica do Sol, ou 149,6 milhões de km. Vênus está a 0,72 UA e Marte a 1,52 UA — os dois relativamente perto, na escala do Sistema Solar, e os dois inabitáveis.
As estimativas mais usadas colocam a borda interna da zona habitável do Sol perto de 0,95 UA e a externa entre 1,4 e 1,7 UA, conforme o modelo de atmosfera que se adota. Esses limites são estimativa e não consenso fechado: eles mudam conforme a quantidade de nuvens, de gás carbônico e de vapor de água que se supõe no planeta. O que é fato observado é que a Terra está confortavelmente dentro, Vênus está fora pelo lado quente e Marte está na borda ou logo além dela, pelo lado frio.
Vale reparar que a zona habitável é uma faixa larga em termos absolutos: entre 0,95 e 1,5 UA cabem uns 80 milhões de km. Mas ela é estreita em termos relativos — a Terra está a apenas 5% do limite interno.
A conta que move a zona de lugar
A zona habitável não é um lugar fixo no espaço: ela depende de quanta luz a estrela emite. E a regra é simples, porque a luz se espalha pela superfície de uma esfera que cresce com o quadrado da distância.
Consequência prática: para um planeta receber a mesma quantidade de luz que a Terra recebe, a distância dele até a estrela, medida em unidades astronômicas, é a raiz quadrada do brilho da estrela em relação ao Sol.
Uma estrela quatro vezes mais brilhante que o Sol? A "distância da Terra" ali fica em 2 UA. Uma estrela cem vezes mais brilhante? 10 UA, mais longe que Saturno. Uma estrela com um milésimo da luz do Sol? A raiz quadrada de 0,001 é 0,032 — um trigésimo da nossa distância, ou seja, doze vezes mais perto do que Mercúrio está do Sol.
E é exatamente aí que a maior parte dos planetas conhecidos na zona habitável se encontra.
| Estrela | Planeta | Distância da estrela | Duração do ano | Comparação |
|---|---|---|---|---|
| Sol | Vênus | 0,72 UA | 225 dias | quente demais, 465 °C |
| Sol | Terra | 1 UA | 365 dias | dentro da zona |
| Sol | Marte | 1,52 UA | 687 dias | frio demais, −59 °C na média |
| Proxima Centauri (anã vermelha) | Proxima Centauri b | 0,0485 UA | 11,2 dias | 8 vezes mais perto que Mercúrio |
| TRAPPIST-1 (anã vermelha) | TRAPPIST-1 e | 0,0293 UA | 6,1 dias | 13 vezes mais perto que Mercúrio |
Distâncias e períodos dos planetas fora do Sistema Solar vêm do catálogo de exoplanetas da NASA. As comparações com Mercúrio, que orbita a 0,387 UA, são cálculo nosso.
Dá para virar a conta do avesso e descobrir a estrela a partir do planeta. Se o TRAPPIST-1 e, a 0,0293 UA, recebe mais ou menos a luz que a Terra recebe, então a estrela dele tem de emitir cerca de 0,00086 da luz do Sol — algo como 1 parte em 1.200. É uma estrela que, posta no lugar do Sol, faria o nosso meio-dia parecer um fim de tarde muito nublado.
Nas anãs vermelhas, a zona fica colada na estrela
As anãs vermelhas são o tipo mais comum de estrela da Via Láctea, e é por isso que a maioria dos planetas achados na zona habitável orbita uma delas. Elas também são as mais fáceis de investigar: como são pequenas e fracas, um planeta passando na frente bloqueia uma fração maior da luz e repete a passagem a cada poucos dias.
O preço vem em três parcelas, e a NASA lista as três:
- Radiação. Um planeta na zona habitável de uma anã vermelha recebe níveis extremos de raios X e ultravioleta, que a NASA descreve como podendo ser centenas de milhares de vezes mais intensos do que os que chegam à Terra.
- Erupções. Essas estrelas soltam labaredas violentas, capazes de esterilizar um planeta próximo onde a vida estivesse apenas começando.
- Rotação travada. Tão perto da estrela, a maré trava o planeta, que passa a mostrar sempre a mesma face — um lado de dia eterno, outro de noite eterna. Se houver atmosfera densa, o calor se distribui e a faixa do crepúsculo pode ser habitável; sem atmosfera, o lado frio vira uma armadilha de gelo.
As anãs laranja, de tipo K, aparecem como a aposta mais interessante: são mais calmas que as vermelhas, mais comuns que as estrelas como o Sol e queimam de forma estável por dezenas de bilhões de anos — tempo de sobra para a vida aparecer, considerando que a Terra levou cerca de um bilhão.
Estar na zona não é ser habitável
Aqui está o ponto que quase todo título de notícia esconde, e o Sistema Solar é a melhor prova.
Vênus tem quase o tamanho da Terra e está à distância certa para ser temperado, e ainda assim a superfície bate 465 °C com uma atmosfera 92 vezes mais pesada que a nossa, quase toda de gás carbônico. O motivo não é a distância, é o efeito estufa descontrolado — a história está em Por que Vênus é mais quente que Mercúrio?.
Marte está na borda externa e ficou seco pelo caminho oposto: perdeu a atmosfera para o vento solar e hoje tem uma pressão de apenas 6,4 milibares, menos de 1% da nossa. Com pressão assim, água líquida nem chega a existir na superfície: ela passa direto de gelo para vapor. O processo está em Por que Marte perdeu a atmosfera (e a Terra não)?.
Ou seja: dois planetas na vizinhança da zona habitável do Sol, e nenhum dos dois com água líquida. Quem decide é a atmosfera, e a zona habitável só diz onde vale a pena procurar.
Como se descobre um planeta na zona
Ninguém fotografa um planeta desses. O que se mede é a sombra que ele faz ao passar na frente da estrela ou o bamboleio que provoca nela. O telescópio Kepler, da NASA, foi construído justamente para isso: ficou de 2009 a 2018 olhando fixamente para um pedaço de céu com 150 mil estrelas e confirmou mais de 2.700 planetas. O TESS, lançado em 2018, faz a varredura das estrelas brilhantes mais próximas. Os métodos estão explicados em Como descobrem planetas fora do Sistema Solar?.
O passo seguinte é o mais difícil: descobrir se aquele planeta tem ar, e de que tipo. O telescópio James Webb consegue analisar a luz da estrela que atravessa a atmosfera do planeta durante a passagem, e já deu um resultado desanimador no sistema mais famoso: os dados indicam que o TRAPPIST-1 d não tem atmosfera densa. As observações dos planetas mais externos do mesmo sistema, entre eles o e, são as mais aguardadas da área. A lista dos melhores candidatos está em Os planetas mais parecidos com a Terra já descobertos.
O que ainda falta
Mais de 6 mil planetas fora do Sistema Solar já foram confirmados, e alguns deles estão na zona habitável de suas estrelas. Nenhum foi confirmado como habitável, porque para isso seria preciso detectar a atmosfera e medir sua composição — oxigênio, metano, vapor de água — e os telescópios de hoje só conseguem isso para os casos mais favoráveis.
A resposta definitiva deve vir de instrumentos ainda em construção ou em projeto, como o telescópio gigante europeu no deserto do Atacama, no Chile, e o observatório que a NASA planeja para a década de 2040, desenhado para fotografar diretamente planetas do tamanho da Terra.
Até lá, "planeta na zona habitável" continua sendo o que sempre foi: um bom endereço, não uma casa com gente dentro.
