Indicele similarității pământului

ESI ale planetelor terestre ale sistemului solar : Mercur (0,73), Venus (0,66), Pământ (1,00) și Marte (0,799) reprezentate cu culoare și scară de dimensiuni reale. ^[1]

„Indexul de similaritate al Pământului (în italiană al Indexului de similaritate al Pământului), cunoscut și sub acronimul ESI și numit și„ scară moderată ” (scară simplă) este o măsură a modului în care o planetă este similară fizic cu Pământul .

Scara variază de la o valoare minimă de la 0 până la un maxim de 1, care este, de asemenea, valoarea asociată cu Pământul. A fost inițial conceput pentru planete, însă poate fi folosit și pe alte corpuri cerești, cum ar fi sateliții naturali . ESI este o funcție care ia în considerare factorii de rază , densitate , viteză de evacuare și temperatură a obiectului în cauză ^[2] ^[3] ; în unele cazuri, acești parametri sunt estimări, deoarece este dificil de calculat exact, în special pentru cele mai îndepărtate corpuri cerești. La rândul lor, acești parametri depind de alți factori: de exemplu, temperatura este influențată de iradiere, efectul de seră și alții.

O planetă cu un ESI ridicat (adică în intervalul 0,8-1,0) va trebui să fie de tip stâncos. Cu toate acestea, ESI nu este un indice de habitabilitate al unei planete, chiar dacă cele două sunt strâns legate, deoarece cu cât un parametru este mai asemănător cu cel terestru, de multe ori și habitabilitatea planetei va fi de asemenea ridicată; de fapt, ambele pornesc de la temperatură ca parametru de bază pentru a le calcula valoarea.

Conform acestei scări, nu există alte planete sau sateliți în sistemul solar care depășesc valoarea de 0,8 a asemănării cu Pământul. Marte este cel mai apropiat de 0,799. Pe de altă parte, au fost detectate planete extrasolare care depășesc acea valoare. Începând din 2019, planeta cu cel mai mare ESI este Teegarden b , cu o valoare de 0,93. ^[4]

Formulă

Valoarea ESI este definită de următoarea relație:

$\mathrm {ESI} =\prod _{i=1}^{n}\left(1-\left|{\frac {x_{i}-x_{i_{0}}}{x_{i}+x_{i_{0}}}}\right|\right)^{\frac {w_{i}}{n}}$ ${\ displaystyle \ mathrm {ESI} = \ prod _ {i = 1} ^ {n} \ left (1- \ left | {\ frac {x_ {i} -x_ {i_ {0}}} {x_ {i } + x_ {i_ {0}}}} \ right | \ right) ^ {\ frac {w_ {i}} {n}}}$ ${\ displaystyle \ mathrm {ESI} = \ prod _ {i = 1} ^ {n} \ left (1- \ left | {\ frac {x_ {i} -x_ {i_ {0}}} {x_ {i } + x_ {i_ {0}}}} \ right | \ right) ^ {\ frac {w_ {i}} {n}}}$

unde este $x_{i}$ ${\ displaystyle x_ {i}}$ $x_ {i}$ este una dintre proprietățile planetei (temperatura de exemplu), $x_{i_{0}}$ ${\ displaystyle x_ {i_ {0}}}$ ${\ displaystyle x_ {i_ {0}}}$ este valoarea terestră corespunzătoare a unui parametru luat în considerare, $w_{i}$ ${\ displaystyle w_ {i}}$ ${\ displaystyle w_ {i}}$ privește ponderea variabilei în relație; cu cât o variabilă este mai importantă, cu atât această valoare va fi mai mare $n$ ${\ displaystyle n}$ $n$ este numărul total de proprietăți luate în considerare.

Proprietate	Valoare terestră corespunzătoare	Importanța variabilei
Raza medie	1.0	0,57
Densitate	1.0	1,07
Viteza de evacuare	1.0	0,70
Temperatura suprafeței	288 K	5.58

La rândul său, valoarea ESI poate fi împărțită în două grupuri:

ESI intern: care ține seama de raza și densitatea medie;
ESI extern: care ia în considerare viteza de evacuare și temperatura.

Planete cu cele mai mari ESI

Același subiect în detaliu: Exoplanete potențial locuibile .

Compararea dimensiunilor planetelor Kepler-69 c , Kepler-62 e (0,82), Kepler-62 f (0,69) și a Pământului . Toate planetele, cu excepția Pământului, sunt reprezentări artistice.

Exoplanetele ocupă cea mai mare parte a listei planetelor cu un ESI ridicat. Cu toate acestea, trebuie luat în considerare faptul că metodele de identificare a exoplanetelor nu pot fi precise și, în consecință, parametrii deduși pot să nu reprezinte realitatea. De exemplu, cu metoda de tranzit, una dintre cele mai utilizate, există o certitudine importantă cu privire la măsurarea razei, dar nu atât pentru densitate. Dimpotrivă, cu metoda vitezei radiale eroarea legată de calculul masei este limitată, dar nu și cea pentru măsurarea razei. Multe dintre planetele observate prin diferite metode au un ESI ridicat.

Următorul tabel include planete confirmate cu un ESI similar sau mai mare decât cel al lui Marte (0,799). Această listă include, de asemenea, cele situate într-o zonă locuibilă "optimistă" și cu o masă cuprinsă între 5 și 10 ori cea a Pământului sau cu o rază cuprinsă între 1,5 și 2,5 R _⊕ . ^[4]

Planetă	EI BINE, DA	Distanță ( până la )	M _⊕	R _⊕	Temperatura ( K )	anul descoperit
Teren	1,00	0	1	1	255	-
Teegarden b	0,95	12.5	1,05	-	267	2019
TOI-700 d	0,93	101	2.26	1.19	246	2019
K2-72 și	0,90	228	2.7	0,82	280	2016
TRAPPIST-1 d	0,90	39,5	0,41	0,77	264	2017
Kepler-1649 c	0,90	302	1.2	1.6	237	2017
Proxima Centauri b	0,87	4.224	1,27	0,9	228	2016
Gliese 1061 d	0,86	11.9	1,68	-	218	2019
Gliese 1061 c	0,86	11.9	1,75	-	275	2019
Ross 128 b	0,86	11	1,40	-	280	2017
Gliese 273 b	0,85	17.4	2,89	-	258	2017
TRAPPIST-1 e	0,85	39,5	0,62	0,92	280	2017
Kepler-442 b	0,84	1292	-	1.34	233	2015
Kepler-452 b	0,83	1400	5 ± 2	1,63	261	2015
Kepler-62 și	0,83	1200	-	1,61	264	2013
Kepler-1652 b	0,83	822	-	1.6	244	2017
Lup 1061 c	0,80	14	4.3	1.6	271	2015
Gliese 667 Cc	0,80	22.7	4.54	1,5?	247	2011
Kepler-296 Ae	0,80	737	-	1,53	276	2014
Kepler-1544 b	0,80	349	-	1.8	248	2016

Corpurile sistemului solar

Luna , Io și Pământul sunt prezentate în mărime. Deși masa este semnificativ mai mică, mulți sateliți și planete pitice ale sistemului solar au o densitate și o temperatură asemănătoare cu cea a Pământului, crescând mult valoarea lor ESI . Prin urmare, teoretic este posibil ca alte planete sau sateliți să aibă un ESI chiar mai mare

Valoarea ESI poate fi aplicată, pe lângă planete, altor obiecte, precum sateliți naturali, planete pitice, asteroizi. ^[1]

ESI a corpurilor sistemului solar în comparație:

Obiect	Tip	EI BINE, DA
Marte	Planetă	0,80
Mercur	Planetă	0,73
luna	Satelit natural	0,68
Venus	Planetă	0,66
the	Satelit natural	0,55
Callisto	Satelit natural	0,53
Ganymede	Satelit natural	0,49
Jupiter	Planetă	0,46
Europa	Satelit natural	0,46
Titan	Satelit natural	0,44
Ceres	Planeta pitică / Asteroid	0,42
Saturn	Planetă	0,42

Notă

^ ^a ^b Suresh Chandra și colab. , Earth Similarity Index cu doi parametri gratuiți ( PDF ), pe arxiv.org , 17 iulie 2015.
^ Earth Similarity Index (ESI) , phl.upr.edu , Planetary Habitability Laboratory.
^ Schulze-Makuch, D., Méndez, A., Fairén, AG, von Paris, P., Turse, C., Boyer, G., Davila, AF, Resendes de Sousa António, M., Irwin, LN și Catling, D. (2011) O abordare pe două niveluri pentru a evalua habitabilitatea exoplanetelor. Astrobiologie 11 (10): 1041-1052.
^ ^a ^b HEC: Date of Potential Habitable Worlds , su phl.upr.edu , Planetary Habitability Laboratory, Arecibo.