thumb|300px|Um diagrama que descreve os limites da zona habitável em torno das estrelas e como os limites são afetados pelo tipo de estrela. Este gráfico inclui planetas do Sistema Solar (Vênus, Terra e Marte), bem como exoplanetas especialmente significativos, como TRAPPIST-1d, Kepler-186f e nosso vizinho mais próximo Proxima Centauri b Em astronomia e astrobiologia, a zona habitável, ou zona habitável circunstelar, é a faixa de órbitas em torno de uma estrela dentro da qual uma superfície planetária pode suportar água líquida com pressão atmosférica suficiente.Su-Shu Huang, American Scientist 47, 3, pp. 397–402 (1959)J. F. Kasting, D. P. Whitmire, R. T. Reynolds, Icarus 101, 108 (1993). Os limites da zona habitável são baseados na posição da Terra no Sistema Solar e na quantidade de energia radiante que ela recebe do Sol. Devido à importância da água líquida para a biosfera da Terra, a natureza da zona habitável e os objetos dentro dela podem ser fundamentais para determinar o escopo e a distribuição de planetas capazes de sustentar vida extraterrestre e inteligência semelhantes à Terra.
A zona habitável também é chamada de goldilocks zone (zona cachinhos dourados), uma metáfora, alusão e antonomásia do conto de fadas "Goldilocks and the Three Bears" (Cachinhos Dourados e os Três Ursos), em que uma menina escolhe entre conjuntos de três itens, ignorando os que são muito extremo (grande ou pequeno, quente ou frio, etc.) e escolhendo o do meio, que é "justo".
Desde que o conceito foi apresentado pela primeira vez em 1953, muitas estrelas foram confirmadas como possuindo um planeta na zona habitável, incluindo alguns sistemas que consistem em vários planetas na zona habitável. A maioria desses planetas, sejam super-Terras ou gigantes gasosos, são mais massivos que a Terra, porque os planetas massivos são mais fáceis de detectar. Em 4 de novembro de 2013, os astrônomos relataram, com base nos dados do Kepler, que poderia haver até 40 bilhões de planetas do tamanho da Terra orbitando nas zonas habitáveis de estrelas semelhantes ao Sol e anãs vermelhas na Via Láctea. Cerca de 11 bilhões deles podem estar orbitando estrelas semelhantes ao Sol. Proxima Centauri b, localizado a cerca de 4.2 anos-luz (1.3 parsecs) da Terra na constelação de Centaurus, é o exoplaneta mais próximo conhecido e está orbitando na zona habitável de sua estrela. A zona habitável também é de particular interesse para o campo emergente de habitabilidade de satélites naturais, porque luas de massa planetária na zona habitável podem superar em número os planetas.
Nas décadas seguintes, o conceito de zona habitável começou a ser desafiado como critério primário para a vida, de modo que o conceito ainda está em evolução. Desde a descoberta de evidências de água líquida extraterrestre, acredita-se que quantidades substanciais dela ocorram fora da zona habitável. O conceito de biosferas profundas, como a da Terra, que existem independentemente da energia estelar, agora são geralmente aceitos na astrobiologia, dada a grande quantidade de água líquida conhecida por existir nas litosferas e astenosferas do Sistema Solar. Sustentada por outras fontes de energia, como aquecimento de maré ou decaimento radioativo ou pressurizada por meios não atmosféricos, a água líquida pode ser encontrada mesmo em planetas órfãos ou em suas luas. A água líquida também pode existir em uma ampla gama de temperaturas e pressões como solução, por exemplo, com cloretos de sódio na água do mar na Terra, cloretos e sulfatos em Marte equatorial, ou amoniatos, devido às suas diferentes propriedades coligativas. Assim, o termo Goldilocks Edge (Borda Cachinhos Dourados) também foi sugerido. Além disso, outras zonas circunstelares, onde solventes não-água favoráveis à vida hipotética com base em bioquímicas alternativas poderiam existir na forma líquida na superfície, foram propostas.
História Uma estimativa do alcance das distâncias do Sol que permitem a existência de água líquida aparece nos Princípios de Isaac Newton (Livro III, Seção 1, corol. 4).3rd Edition (1728), trans Bruce, I
O conceito de zona habitável foi introduzido pela primeira vez em 1913, por Edward Walter Maunder em seu livro "Are The Planets Habited?". O conceito foi discutido mais tarde em 1953 por Hubertus Strughold, que em sua dissertação The Green and the Red Planet: A Physiological Study of the Possibility of Life on Mars (O Planeta Verde e o Planeta Vermelho: Um Estudo Fisiológico da Possibilidade de Vida em Marte), cunhou o termo "ecosfera" e se referiu a várias "zonas" nas quais a vida poderia surgir. No mesmo ano, Harlow Shapley escreveu "Liquid Water Belt" (Cinturão de Água Líquida), que descrevia o mesmo conceito com mais detalhes científicos. Ambos os trabalhos enfatizaram a importância da água líquida para a vida. Su-Shu Huang, um astrofísico americano, introduziu pela primeira vez o termo "zona habitável" em 1959 para se referir à área em torno de uma estrela onde a água líquida poderia existir em um corpo suficientemente grande, e foi o primeiro a introduzi-lo no contexto de habitabilidade planetária e vida extraterrestre. Um dos principais contribuintes para o conceito de zona habitável, Huang argumentou em 1960 que as zonas habitáveis, e por extensão, a vida extraterrestre, seriam incomuns em vários sistemas estelares, dadas as instabilidades gravitacionais desses sistemas.
O conceito de zonas habitáveis foi desenvolvido em 1964 por Stephen H. Dole em seu livro Habitable Planets for Man (Planetas Habitáveis para o Homem), no qual ele discutiu o conceito de zona habitável, bem como vários outros determinantes da habitabilidade planetária, eventualmente estimando o número de planetas habitáveis na Via Láctea em cerca de 600 milhões. Ao mesmo tempo, o autor de ficção científica Isaac Asimov introduziu o conceito de uma zona habitável ao público em geral através de suas várias explorações de colonização espacial. O termo "zona Cachinhos Dourados" surgiu na década de 1970, referindo-se especificamente a uma região em torno de uma estrela cuja temperatura é "perfeita" para que a água esteja presente na fase líquida. Em 1993, o astrônomo James Kasting introduziu o termo "zona habitável circunstelar" para se referir mais precisamente à região então (e ainda) conhecida como zona habitável. Kasting foi o primeiro a apresentar um modelo detalhado para a zona habitável para exoplanetas.
Uma atualização do conceito de zona habitável veio em 2000, quando os astrônomos Peter Ward e Donald E. Brownlee, introduziram a ideia da "zona habitável galáctica", que mais tarde desenvolveram com Guillermo Gonzalez. A zona habitável galáctica, definida como a região onde é mais provável que a vida emerja em uma galáxia, abrange aquelas regiões próximas o suficiente de um Centro Galáctico para que as estrelas sejam enriquecidas com elementos mais pesados, mas não tão próximas que sistemas estelares, órbitas planetárias e o surgimento da vida seria frequentemente interrompido pela intensa radiação e enormes forças gravitacionais comumente encontradas nos centros galácticos.
Posteriormente, alguns astrobiólogos propõem que o conceito seja estendido a outros solventes, incluindo dihidrogênio, ácido sulfúrico, dinitrogênio, formamida e metano, entre outros, o que daria suporte a formas de vida hipotéticas que usam uma bioquímica alternativa. Em 2013, mais desenvolvimentos nos conceitos de zona habitável foram feitos com a proposta de uma zona habitável planetária circum, também conhecida como "borda habitável", para abranger a região ao redor de um planeta onde as órbitas dos satélites naturais não seriam interrompidas, e ao mesmo tempo, o aquecimento de maré do planeta não faria a água líquida evaporar.
Observou-se que o termo atual de 'zona habitável' gera confusão, pois o nome sugere que os planetas dessa região possuirão um ambiente habitável. No entanto, as condições da superfície dependem de uma série de diferentes propriedades individuais desse planeta.No one agrees what it means for a planet to be "habitable". Neel V. Patel, MIT Technology Review. 2 October 2019. Quote: surface conditions are dependent on a host of different individual properties of that planet, such as internal and geological processes, magnetic field evolution, climate, atmospheric escape, rotational effects, tidal forces, orbits, star formation and evolution, unusual conditions like binary star systems, and gravitational perturbations from passing bodies. Este mal-entendido é refletido em relatos entusiasmados de 'planetas habitáveis'.No, the Exoplanet K2-18b Is Not Habitable. News outlets that said otherwise are just crying wolf—but they're not the only ones at fault. Laura Kreidberg, Scientific American. 23 September 2019. Uma vez que é completamente desconhecido se as condições nesses planetas de zonas habitáveis distantes podem hospedar vida, é necessária uma terminologia diferente.
Determinação thumb|Propriedades termodinâmicas da água descrevendo as condições na superfície dos planetas terrestres: Marte está próximo do ponto triplo, a Terra no líquido; e Vênus perto do ponto crítico thumb|O intervalo de estimativas publicadas para a extensão da zona habitável do Sol. A zona habitável conservadora é indicada por uma faixa verde-escura cruzando a borda interna do afélio de Vênus, enquanto uma zona habitável estendida, estendendo-se até a órbita do planeta anão Ceres, é indicada por uma faixa verde claro Se um corpo está na zona habitável de sua estrela hospedeira depende do raio da órbita do planeta (para satélites naturais, a órbita do planeta hospedeiro), da massa do próprio corpo e do fluxo radiativo da estrela hospedeira. Dada a grande disseminação nas massas de planetas dentro de uma zona habitável, juntamente com a descoberta de planetas super-Terra que podem sustentar atmosferas mais espessas e campos magnéticos mais fortes do que a Terra, as zonas habitáveis estão agora divididas em duas regiões separadas, um "zona habitável conservadora" na qual planetas de menor massa como a Terra podem permanecer habitáveis, complementada por uma "zona habitável estendida" na qual um planeta como Vênus, com efeito estufa mais forte, pode ter a temperatura certa para a existência de água líquida na superfície.
Estimativas do Sistema Solar As estimativas para a zona habitável dentro do Sistema Solar variam de 0,38 a 10 unidades astronômicas (UA), embora chegar a essas estimativas tenha sido um desafio por várias razões. Numerosos objetos de massa planetária orbitam dentro ou perto dessa faixa e, como tal, recebem luz solar suficiente para elevar as temperaturas acima do ponto de congelamento da água. No entanto, suas condições atmosféricas variam substancialmente.
O afélio de Vênus, por exemplo, toca a borda interna da zona na maioria das estimativas e, embora a pressão atmosférica na superfície seja suficiente para a água líquida, um forte efeito estufa eleva as temperaturas da superfície para 462 °C em que a água só pode existir como vapor. As órbitas inteiras da Lua, Marte, e numerosos asteroides também estão dentro de várias estimativas da zona habitável. Apenas nas elevações mais baixas de Marte (menos de 30% da superfície do planeta) a pressão atmosférica e a temperatura são suficientes para que a água, se presente, exista na forma líquida por curtos períodos. Em Hellas Planitia, por exemplo, as pressões atmosféricas podem atingir 1.115 Pa e temperaturas acima de 0 °C (cerca do ponto triplo da água) por 70 dias no ano marciano. Apesar da evidência indireta na forma de fluxos sazonais nas encostas quentes de Marte, nenhuma confirmação foi feita da presença de água líquida lá. Enquanto outros objetos orbitam parcialmente dentro desta zona, incluindo cometas, Ceres é o único com massa planetária. Uma combinação de baixa massa e incapacidade de mitigar a evaporação e a perda de atmosfera contra o vento solar tornam impossível para esses corpos sustentar água líquida em sua superfície.