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Master's Dissertation
DOI
Document
Author
Full name
Fernando de Sousa Mello
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2014
Supervisor
Committee
Friaca, Amancio Cesar Santos (President)
Damineli Neto, Augusto
Galante, Douglas
Title in Portuguese
Zona de Habitabilidade Galáctica para Vida Simples e para Vida Complexa
Keywords in Portuguese
astrobiologia
evolução química da Galáxia
exoplanetas
habitabilidade
supernovas
zonas habitáveis
Abstract in Portuguese
Este trabalho apresenta um estudo da habitabilidade na Galáxia tanto para vida simples (microbiana) como para a vida complexa com base no cálculo da Zona Habitável Galáctica (ZHG). A extensão da ZHG é obtida levando-se em conta a probabilidade de uma estrela abrigar planetas telúricos na sua Zona Habitável Circunstelar (ZHC), a escala de tempo de evolução da vida e as ameaças por supernovas às biosferas. O principal instrumento utilizado neste trabalho foi um código de evolução química para o disco da Galáxia que fornece a dependência radial e temporal de várias grandezas do meio interestelar e das populações estelares necessárias para estimar a habitabilidade. Outro importante recurso aqui usado são as simulações de Ida (2013) para a formação de sistemas planetários, a partir das quais estimamos a probabilidade de uma estrela abrigar planetas telúricos na ZHC em função da metalicidade e da massa da estrela. Finalmente, calculamos estimativas dos danos causados por supernovas tanto para a vida simples como para a vida complexa, distinguindo os efeitos de supernovas de tipo Ia e II. Em virtude do tempo de emergência mais curto e da maior resistência aos danos por supernovas, a Galáxia é muito mais habitável para a vida simples do que para a vida complexa. Além disso, a habitabilidade para a vida simples sempre é maior nas regiões internas da Galáxia, interiores ao raio solar de 8 kpc, possuindo um pico no raio mais interno, de 2 kpc. Por outro lado, a evolução da habitabilidade da vida complexa não tem um comportamento simples. Atualmente, a vida complexa apresenta maior habitabilidade no raio de 2 kpc, caindo fortemente para maiores raios, tendo um pequeno pico de habitabilidade nas proximidades do raio solar, e finalmente decrescendo suavemente em direção à borda da Galáxia. As estimativas da ZHG, fornecidas pelo presente trabalho, serão úteis no desenvolvimento de estratégias de busca por vida na Galáxia como um todo.
Title in English
Galactic Habitable Zone for Simple Life and for Complex Life
Keywords in English
astrobiology
exoplanets
Galactic chemical evolution
habitability
habitable zones
supernovae
Abstract in English
This work presents a study of the habitability in the Galaxy both for simple (microbial) and complex life based on the calculation of the Galactic Habitable Zone (GHZ). The extent of ZHG is obtained taking into account the probability of a star harboring terrestrial planets in their Circumstellar Habitable Zone (CHZ), the time scale of evolution of life and threat from supernovae (SNe) for biospheres. The main tool used in the present work was a code of chemical evolution for the disk of the galaxy that provides the radial and temporal dependence of various quantities of the interstellar medium and stellar populations required to estimate the habitability. Another important resource here is represented by the simulations of Ida (2013) for the formation of planetary systems, from which we estimate the probability of a star harboring terrestrial planets in the CHZ, a function of mass and metallicity of the star. Finally, we calculated estimates of the damage caused by SNe for both simple and complex life, distinguishing the effects of type Ia and II SNe. Due the shorter emergence time and greater resistance to damages by SNe, the Galaxy is more habitable for simple life than for complex life. In addition, the habitability for simple life is always higher in the inner regions of the galaxy, inwardly the solar radius, at the 8 kpc radius, with a peak at the 2 kpc radius. On the other hand, the evolution of the habitability for complex life does not show a simple behavior. At the present, the habitability for complex life is greater within 2 kpc, falling sharply towards larger radii, having a small peak near the solar radius, and finally decreasing smoothly towards the edge of the Galaxy. The estimates of GHZ, provided by the present study will be useful in developing strategies to search for life in the Galaxy as a whole.
 
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Publishing Date
2019-10-21
 
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