thumb|240px|Om planetêre bewoonbaarheid te verstaan is deels 'n ekstrapolasie van die toestande op Aarde, want dit is die enigste planeet wat sover bekend lewe onderhou.
Planetêre bewoonbaarheid is die mate waarin 'n planeet of natuurlike satelliet 'n omgewing kan ontwikkel en handhaaf vir die bestaan van lewe. Lewe kan regstreeks op 'n planeet of maan ontstaan of van 'n ander planeet daarheen verplaas word deur 'n hipotetiese proses bekend as panspermie. Omgewings hoef nie lewe te bevat om beskou te word as bewoonbaar nie en aanvaarde bewoonbare sones is nie die enigste gebiede waarin lewe kan ontstaan nie.
Omdat die bestaan van lewe buite die Aarde onbekend is, is planetêre bewoonbaarheid grootliks 'n ekstrapolasie van toestande op Aarde en die eienskappe van die Son en Sonnestelsel wat gunstig lyk vir lewe om te floreer. Van besondere belang is dié faktore wat komplekse, veelsellige organismes op Aarde onderhou en nie net eensellige organismes nie. Navorsing en teorieë in dié verband is 'n komponent van verskeie natuurwetenskappe, soos sterrekunde, planetêre wetenskap en die opkomende dissipline astrobiologie.
'n Absolute vereiste vir lewe is 'n energiebron, en die idee van planetêre bewoonbaarheid sluit in dat baie ander kriteria nagekom moet word, soos geofisiese, geochemiese en astrofisiese kriteria, voordat 'n hemelliggaam lewe kan onderhou. Nasa het die belangrikste bewoonbaarheidskriteria bepaal as "uitgebreide streke van vloeibare water, toestande wat gunstig is vir die versameling van organiese molekules en energiebronne wat metabolisme handhaaf". In Augustus 2018 het navorsers berig waterwêrelde kan lewe onderhou.
thumb|300px|links|’n Kunstenaar se voorstelling van hoe algemeen planete om sterre in die Melkweg voorkom. Aanduiders van bewoonbaarheid en biosignature moet vertolk word binne 'n planetêre en omgewingsverband. In die bepaling van die bewoonbaarheidspotensiaal van 'n liggaam fokus studies op sy samestelling, wenteleienskappe, atmosfeer en moontlike chemiese wisselwerkings.
Belangrike stereienskappe sluit in massa en ligsterkte, stabiele veranderlikheid en hoë metaalinhoud. Rotsagtige, nat aardplanete en mane met die potensiaal van aardagtige chemie is 'n primêre fokus van astrobiologiese navorsing, hoewel alternatiewe biochemie en ander soorte hemelliggame in meer spekulatiewe bewoonbaarheidsteorieë ondersoek word.
Die idee dat ander planete benewens die Aarde dalk lewe kan onderhou, is antiek. Dit is egter histories 'n filosofiese idee, eerder as een wat op wetenskap gegrond is. In die laat 20ste eeu is twee deurbrake in die veld gedoen. Die waarneming en robotverkenning van ander planete en mane in die Sonnestelsel het kritieke inligting verskaf oor die definiëring van kriteria vir bewoonbaarheid en gelei tot aansienlike geofisiese vergelykings tussen die Aarde en ander liggame.
Die ontdekking van eksoplanete, wat in die vroeë 1990's begin het en daarna uitgebrei is, het verdere inligting verskaf vir die studie van moontlike buiteaardse lewe. Dié bevindings het bevestig dat die Son nie uniek onder sterre is in die huisvesting van planete nie en het navorsing oor bewoonbaarheid na buite die Sonnestelsel uitgebrei.
Geskiedenis Hoewel die Aarde die enigste plek in die heelal is wat sover bekend lewe huisves, dui die bewoonbare sones om ander sterre, die ontdekking van duisende eksoplanete en nuwe insigte in die ekstreme habitats op Aarde waar organismes bekend as ekstremofiele aangetref word, dat daar baie meer bewoonbare plekke in die heelal kan wees as wat voorheen geglo is.
Op 4 November 2013 het sterrekundiges na aanleiding van data van die Kepler-ruimteteleskoop bekend gemaak daar kan in die Melkweg tot 40 miljard aardgrootte-eksoplanete in die bewoonbare sones van sonagtige sterre en rooidwerge wees. Sowat 11 miljard van hulle kan om sonagtige sterre voorkom. Die naaste sodanige planeet kan volgens wetenskaplikes 12 ligjare van die Son af wees. Teen Junie 2021 is altesaam 59 moontlik bewoonbare eksoplanete ontdek.
In Augustus 2021 is 'n nuwe soort bewoonbare planeet, oseaanplanete, ontdek: "warm planete wat met oseane bedek is en 'n waterstofryke atmosfeer het". Sulke planete kan dalk binnekort deur aardgebaseerde en ruimteteleskope soos die James Webb-ruimteteleskoop bestudeer word vir biosignature.
thumb|220px|Voorspellings van die bewoonbare sone van die Sonnestelsel. Die uitgebreide sone waarbinne ’n hemelliggaam vloeibare water kan hê, word in groen aangedui en die kerngebied in ’n donkerder groen.
Geskikte sterstelsels 'n Begrip van planetêre bewoonbaarheid begin met die gasheerster. Die klassieke bewoonbare sone word slegs bepaal deur die ster se oppervlaktoestande. 'n Metabolisme wat nie van die sterlig afhanklik is nie, kan egter steeds buite dié sone bestaan in vloeibare water in die binnekant van die planeet.
Onder beskerming van SETI se Projek Phoenix het die wetenskaplikes Margaret Turnbull en Jill Tarter "HabCat" (of die Katalogus vir Bewoonbare Sterstelsels) in 2002 ontwikkel. Die katalogus is geskep deur die uitsifting van die byna 120 000 sterre in die groter Hipparcos-katalogus in 'n kerngroep van 17 000 sterre met moontlik bewoonbare planete. Die seleksiekriteria wat gebruik is, verskaf 'n goeie beginpunt vir 'n begrip van astrofisiese faktore wat nodig is vir sulke planete.
Volgens resultate wat in Augustus 2015 gepubliseer is, kan baie groot sterrestelsels gunstiger wees vir die vorming en ontwikkeling van bewoonbare planete is kleiner stelsels soos die Melkweg.
Wat 'n planeet bewoonbaar maak, is veel ingewikkelder as dat die planeet op die regte afstand van sy gasheerster is sodat water op sy oppervlak vloeibaar kan wees: Verskeie geofisiese en geodinamiese aspekte en die straling en plasmaomgewing van die gasheerster kan die evolusie van planete en lewe beïnvloed indien lewe ontstaan het. Vloeibare water is 'n noodsaaklikheid, maar nie die enigste kriterium vir lewe soos ons dit ken nie: Bewoonbaarheid is 'n funksie van talle omgewingstoestande.
Spektraalklas
Die spektraalklas van 'n ster dui op sy fotosferiese temperatuur, wat (vir hoofreekssterre) afhang van sy algehele massa. Die spektraalomvang van bewoonbare sterre word beskou as "laat F" of "G" tot "middel-K". Dit stem ooreen met temperature van effens meer as 7 000 K tot so min as 4 000 K (6 700 °C tot 3 700 °C). Die Son, 'n klas G2-ster by 5 777 K, val goed binne dié perke. Dit is die spektraalklas van tussen sowat 5% en 10% van sterre in die Melkweg. Sulke "middelklas"-sterre het 'n paar belangrike eienskappe vir planetêre bewoonbaarheid:
thumb|300px|Dié illustrasie stel spektraaltipes van hoofreekssterre voor in kleure baie na aan die kleure wat die menslike oog sien. Hulle bestaan minstens 'n paar honderd miljoen jaar, wat beteken lewe het tyd om te ontwikkel. Baie helder hoofreekssterre soos die "O"-klas en baie lede van die "B"-klas bestaan vir korter as 500 miljoen jaar en in buitengewone gevalle korter as 10 miljoen jaar. (Lewe op Aarde het blykbaar ontstaan sowat 500 miljoen jaar ná sy vorming.) Hulle straal genoeg hoëfrekwensie-ultravioletstrale uit om 'n belangrike atmosferiese dinamika te skep soos die vorming van osoon, maar nie so baie dat ionisasie lewe in die beginstadium kan vernietig nie. Hulle het genoeg straling by golflengtes wat bevorderlik vir fotosintese is. Vloeibare water kan bestaan op die oppervlak van planete wat ver geenoeg van hulle af wentel dat hulle nie 'n sinchroniese rotasie het nie.
Sterre van klas K kan lewe dalk langer ondersteun as die Son.
Of sterre van klas M (rooidwerge) of dowwer as laat klas K ook geskik is om lewe op hulle planete moontlik te maak, is dalk die belangrikste ope vraag in die hele veld van planetêre bewoonbaarheid, gegewe hulle lang lewe. thumb|links|240px|’n Kunstenaar se voorstelling van die planeet Gliese 581 b om Gliese 581. Gliese 581 c, 'n "superaarde", is ontdek in die bewoonbare sone van 'n rooidwerg en het dalk vloeibare water. Dit kan ook wees dat 'n kweekhuiseffek dit te warm maak om lewe te onderhou. Sy buurman, Gliese 581 d, is dalk 'n waarskynliker kandidaat vir bewoonbaarheid. In September 2010 is die ontdekking van nog 'n planeet om die ster, Gliese 581 g, aangekondig: Dit is dalk in 'n wentelbaan tussen die ander twee planete, maar is nog onbevestig.
In September 2012 is die ontdekking van twee planete om Gliese 163 aangekondig. Een van hulle, Gliese 163 c, met 'n massa van omtrent 6,9 keer dié van die Aarde en effens warmer, is vermoedelik in die bewoonbare sone van die ster.
'n Onlangse studie dui daarop dat koeler sterre wat meer lig in die infrarooi en naby-infrarooi uitstraal, warmer planete kan hê met minder ys. Dié golflengtes word deur die planete se ys en kweekhuisgasse geabsorbeer en bly warmer.
In 'n studie in 2020 is bevind die helfte van sonagtige sterre kan rotsagtige, moontlik bewoonbare planete hê. Die navorsers het geraam die naaste planeet in die bewoonbare sone van 'n G- of K-tipe ster is sowat 20 ligjare van die Son af, en daar is moontlik sowat 4 van hulle binne 32,6 ligjare.
Stabiele bewoonbare sone
Die bewoonbare sone (BS) is 'n ronde, hol streek om 'n ster waar planete vloeibare water op hulle oppervlak het. 'n "Stabiele" BS het twee faktore. Eerstens moet die omvang van die sone nie oor tyd baie varieer nie. Alle sterre word helderder namate hulle ouer word, en dus migreer 'n BS na buite. As dit egter te vinnig gebeur, byvoorbeeld om 'n ster met 'n baie groot massa, kan die planete te kort in die BS bly vir lewe om te ontstaan. Dit is nie maklik om die omvang van 'n BS te bereken nie, want faktore soos 'n CNO-siklus kan die ligsterkte beïnvloed. Aannames oor die atmosferiese toestande en geologie het dus net so 'n groot invloed op die omvang van die sone as sterevolusie: Die voorgestelde parameters van die Son se BS het byvoorbeeld grootliks gefluktueer.
Tweedens moet geen liggaam met 'n groot massa, soos 'n gasreus, in of naby die BS voorkom en die vorming van aardgrootteliggame verhinder nie. So lyk dit byvoorbeeld of materie in die asteroïdegordel nie planete gevorm het nie weens die baanresonansies met Jupiter; as dié reuseplaneet verskyn het in die streek wat nou tussen die wentelbane van Venus en Mars lê, sou die Aarde feitlik vir seker nie tot sy huidige vorm ontwikkel het nie. 'n Gasreus in die BS kan egter onder die regte omstandighede bewoonbare mane hê.
Lae sterveranderlikheid thumb|350px|'n Voorbeeld van die wisseling in ligsterkte van die ster Betelgeuse.
Veranderings in ligsterkte kom algemeen in alle sterre voor, maar die omvang daarvan wissel baie. Die meeste sterre is relatief stabiel, maar 'n aansienlike minderheid veranderlike sterre ondergaan skielike en intense toenames in ligsterkte en dus in die hoeveelheid energie wat uitgestraal word na liggame in 'n wentelbaan. Dié sterre word beskou as swak kandidate vir planete wat lewe onderhou, want die veranderings in hulle voorspelbaarheid en energie-uitset kan 'n negatiewe invloed op organismes hê: Lewende organisme wat by 'n sekere temperatuuromvang aangepas het, sal nie oorleef wanneer die temperatuur baie wissel nie. Verder gaan verhogings in ligsterkte gewoonlik gepaard met enorme dosisse gammastrale en X-strale wat dodelik kan wees. Die atmosfeer van hemelliggame kan sulke uitwerkings versag, maar die atmosfeer van planete om veranderlike sterre word dalk nie gehandhaaf nie omdat die wisselings in energie-uitset dié beskermende lae voortdurend kan wegstroop.
Die Son is in dié verband, nes in baie ander, redelik goedaardig: Die wisselings tussen sy minimum en maksimum energie-uitset is rofweg 0,1% oor sy sonsiklus van 11 jaar. Daar is sterk (maar nie onbetwiste nie) bewyse dat selfs klein veranderings in die Son se ligsterkte in die historiese tydperk aansienlike uitwerkings op die Aarde se klimaat gehad het: Die "Klein Ystyd" van die middel van die 2de millennium kon byvoorbeeld 'n relatiewe langtermynafname in die Son se ligsterkte veroorsaak het.