A habitabilidade planetária no Sistema Solar é um estudo do campo da astrobiologia que busca a possível existência de vida extraterrestre passada ou presente nos corpos celestes do Sistema Solar. Como os exoplanetas estão muito distantes e só podem ser estudados por meios indiretos, os corpos celestes do sistema solar permitem um estudo muito mais detalhado: observação direta de telescópios, sondas espaciais, astromóveis e até voos espaciais tripulados.
Espaço sideral O vácuo do espaço sideral é altamente hostil. Além do vácuo em si, as temperaturas são extremamente baixas e há uma grande quantidade de radiação solar. A vida multicelular não pode suportar tais condições. As bactérias também não podem prosperar no vácuo, mas podem sobreviver em circunstâncias especiais. Um experimento do microbiologista Akihiko Yamagishi realizado na Estação Espacial Internacional expôs um grupo de bactérias ao vácuo, totalmente desprotegido, por três anos. O Deinococcus radiodurans sobreviveu à exposição. Em experimentos anteriores, ele havia sobrevivido à radiação, vácuo e baixas temperaturas em experimentos controlados em laboratório. As células externas do grupo haviam morrido, mas seus restos protegiam as células internas, que conseguiram sobreviver.
Esses estudos dão crédito à teoria da panspermia, que propõe que a vida pode se mover entre planetas dentro de meteoritos. Yamagishi até propôs o termo massapanspermia para células que se movem pelo espaço em aglomerados em vez de rochas. No entanto, a astrobióloga Natalie Grefenstette considera que aglomerados de células desprotegidos não teriam proteção durante a ejeção de um planeta e a reentrada em outro.
Sol A vida no Sol não é possível. Suas temperaturas e radiações extremas não permitiriam que nenhuma forma de vida se desenvolvesse.
Mercúrio miniaturadaimagem| Água congelada (amarelo) em crateras permanentemente sombreadas da região polar norte de Mercúrio Segundo a NASA, Mercúrio não é um planeta adequado para a vida semelhante à Terra. Possui uma exosfera de limite de superfície em vez de uma atmosfera em camadas, temperaturas extremas que variam de 430 °C durante o dia até -180 °C durante a noite e alta radiação solar. É improvável que qualquer ser vivo possa resistir a essas condições. Também é improvável que encontre restos de vida antiga. Se houvesse algum tipo de vida no planeta, teria sofrido um evento de extinção em um tempo muito curto. Suspeita-se também que a maior parte da superfície planetária foi arrancada por um grande impacto, que também teria removido qualquer vida no planeta.
A espaçonave MESSENGER encontrou evidências de Água congelada em Mercúrio, dentro de crateras permanentemente sombreadas não alcançadas pela luz solar. Como resultado da atmosfera rarefeita, as temperaturas dentro deles permanecem frias e há muito pouca sublimação. Pode haver suporte científico, com base em estudos relatados em março de 2020, para considerar que partes do planeta Mercúrio podem ter hospedado voláteis subsuperficiais. Considera-se que a geologia de Mercúrio tenha sido moldada por crateras de impacto e terremotos causados por um grande impacto na bacia de Caloris. Os estudos sugerem que os tempos necessários não seriam consistentes e que, em vez disso, os voláteis da subsuperfície foram aquecidos e sublimados, fazendo com que a superfície desmoronasse. Esses voláteis podem ter se condensado em crateras em outras partes do planeta ou perdidos no espaço pelos ventos solares. Não se sabe quais voláteis podem ter feito parte desse processo.
Vênus A superfície de Vênus é completamente inóspita para a vida. Como resultado de um efeito estufa descontrolado, Vênus tem uma temperatura de 475 C°, quente o suficiente para derreter chumbo. É o planeta mais quente do Sistema Solar, mais ainda que Mercúrio, apesar de estar mais distante do sol. Da mesma forma, a atmosfera de Vênus é quase completamente composta de dióxido de carbono, e a pressão atmosférica é 90 vezes maior que a da Terra. Não há variação significativa de temperatura durante a noite, e a baixa inclinação axial, de apenas 3,39 graus em relação ao sol, torna as temperaturas bastante uniformes em todo o planeta e sem estações perceptíveis.
Vênus provavelmente tinha água líquida em sua superfície por pelo menos alguns milhões de anos após sua formação. O Venus Express detectou que Vênus perde oxigênio e hidrogênio para o espaço, e que o hidrogênio que escapa dobra o oxigênio. A fonte pode ser a água venusiana, que a radiação ultravioleta do sol divide em sua composição básica. Também há deutério na atmosfera do planeta, um tipo pesado de hidrogênio que é menos capaz de escapar da gravidade do planeta. No entanto, a água da superfície pode ter sido apenas atmosférica e não tenha formado nenhum oceano. O astrobiólogo David Grinspoon considera que, embora não haja provas de que Vénus tivesse oceanos, é provável que os tivesse, resultado de processos semelhantes aos que ocorreram na Terra. Ele considera que esses oceanos podem ter durado 600 milhões de anos e foram perdidos há 4 bilhões de anos. A crescente escassez de água líquida alterou o ciclo do carbono, reduzindo o sequestro de carbono. Com a maior parte do dióxido de carbono permanecendo na atmosfera para sempre, o efeito estufa piorou ainda mais.Aguilera Mochón, p. 103
No entanto, entre as altitudes de 50 e 65 quilômetros, a pressão e a temperatura são semelhantes às da Terra, podendo acomodar microrganismos extremófilos termoacidofílicos nas camadas superiores ácidas da atmosfera venusiana.Redfern, Martin (25 May 2004). "Venus clouds 'might harbour life'". BBC News. Retrieved 30 December 2015. Segundo essa teoria, a vida teria começado nos oceanos venusianos quando o planeta era mais frio, se adaptaria a outros ambientes como aconteceu na Terra e permaneceria na última zona habitável do planeta. A suposta detecção de uma linha de absorção de fosfina na atmosfera de Vênus, sem caminho conhecido para a produção abiótica, levou à especulação em setembro de 2020 de que poderia haver vida existente atualmente presente na atmosfera. Pesquisas posteriores atribuíram o sinal espectroscópico que foi interpretado como fosfina ao dióxido de enxofre, ou descobriram que de fato não havia linha de absorção.
Terra miniaturadaimagem| Abundância global de fototróficos oceânicos e terrestres, de setembro de 1997 a agosto de 2000. Como uma estimativa da biomassa autotrófica, é apenas um indicador aproximado do potencial de produção primária e não uma estimativa real deleA Terra é o único corpo celeste a ter comprovadamente gerado seres vivos e, portanto, o único exemplo atual de um planeta habitável. A uma distância de 1 UA do Sol, está dentro da zona habitável circunstelar do Sistema Solar, o que significa que pode ter oceanos de água em estado líquido. Há também uma grande quantidade de elementos requeridos pelas formas de vida, como carbono, oxigênio, nitrogênio, hidrogênio e fósforo. O sol fornece energia para a maioria dos ecossistemas da Terra, processada por vegetais com fotossíntese, mas também existem ecossistemas nas áreas profundas dos oceanos que nunca recebem luz solar e, em vez disso, prosperam com o calor geotérmico.
A atmosfera da Terra também desempenha um papel importante. A camada de ozônio protege o planeta das radiações nocivas do sol, e o oxigênio livre é abundante o suficiente para as necessidades respiratórias da vida terrestre. A magnetosfera da Terra, gerada por seu núcleo ativo, também é importante para a habitabilidade a longo prazo da Terra, pois evita que os ventos solares despojem a atmosfera do planeta. A atmosfera é espessa o suficiente para gerar pressão atmosférica ao nível do mar que mantém a água em estado líquido, mas também não é forte o suficiente para ser prejudicial.
Existem outros elementos que beneficiaram a presença da vida, mas não está totalmente claro se a vida poderia ter prosperado ou não sem eles. O planeta não está bloqueado pelas marés e a atmosfera permite a distribuição de calor, de modo que as temperaturas são amplamente uniformes e sem grandes mudanças rápidas. Os corpos de água cobrem a maior parte do mundo, mas ainda deixam grandes massas de terra e interagem com as rochas no fundo. Um corpo celeste próximo, a Lua, sujeita a Terra a forças de maré substanciais, mas não catastróficas.
Seguindo uma sugestão de Carl Sagan, a sonda Galileo estudou a Terra à distância, para estudá-la de maneira semelhante à que usamos para estudar outros planetas. A presença de vida na Terra poderia ser confirmada pelos níveis de oxigênio e metano na atmosfera, e a borda vermelha era evidência de plantas. Ele até detectou uma tecnoassinatura, ondas de rádio fortes que não poderiam ser causadas por motivos naturais.
Lua Apesar de sua proximidade com a Terra, a Lua é completamente inóspita para a vida. Nenhuma vida lunar nativa foi encontrada, incluindo quaisquer sinais de vida nas amostras de rochas e solo da Lua. A atmosfera da Lua é quase inexistente, não há água líquida (embora haja gelo sólido em algumas crateras permanentemente sombreadas) e nenhuma proteção contra a radiação do sol.
No entanto, as circunstâncias poderiam ter sido diferentes no passado. Existem dois períodos possíveis de habitabilidade: logo após a sua origem, e durante um período de elevada atividade vulcânica. No primeiro caso, discute-se quantos voláteis sobreviveriam no disco de detritos, mas acredita-se que alguma água poderia ter sido retida graças à sua dificuldade de se difundir em um vapor dominado por silicato. No segundo caso, graças à extrema liberação de gases do magma lunar, a Lua poderia ter uma atmosfera de 10 milibares. Embora seja apenas 1% da atmosfera da Terra, é maior do que em Marte e pode ser suficiente para permitir água líquida na superfície, como no teorizado oceano de magma lunar. Esta teoria é apoiada por estudos de rochas e solos lunares, que estavam mais hidratados do que o esperado. Estudos do vulcanismo lunar também revelam água dentro da lua e que o manto lunar teria uma composição de água semelhante ao manto superior da Terra.
Isso pode ser confirmado por estudos na crosta da Lua que sugeririam uma antiga exposição à água magmática. A Lua primitiva também pode ter seu próprio campo magnético, desviando os ventos solares. A vida na Lua pode ter sido resultado de um processo local de abiogênese, mas também de panspermia da Terra.
Dirk Schulze-Makuch, professor de ciência planetária e astrobiologia da Universidade de Londres, considera que essas teorias podem ser devidamente testadas se uma futura expedição à Lua procurar marcadores de vida em amostras lunares da idade da atividade vulcânica, e testando a sobrevivência de microorganismos em ambiente lunar simulado que tentam imitar aquela idade lunar específica.
Marte miniaturadaimagem| O astromóvel Curiosity . Marte é o corpo celeste do sistema solar com mais semelhanças com a Terra. Um dia marciano dura quase o mesmo que um dia na Terra, e sua inclinação axial dá a ele estações similares. Há água em Marte, a maior parte congelada nas calotas polares marcianas, e parte dela no subsolo. No entanto, existem muitos obstáculos à sua habitabilidade. A temperatura da superfície é de -63 graus. Não há corpos permanentes de água líquida na superfície. A atmosfera é rarefeita e contém mais de 96% de dióxido de carbono tóxico. Sua pressão atmosférica é inferior a 1% da da Terra. Combinado com a falta de magnetosfera, Marte está aberto à radiação nociva do sol. Embora nenhum astronauta tenha pisado em Marte, o planeta foi estudado em grande detalhe por astromóveis. Até agora, nenhuma forma de vida nativa foi encontrada. A origem da potencial bioassinatura do metano observada na atmosfera de Marte é inexplicável, embora hipóteses que não envolvam vida tenham sido propostas.