Dapatkah Eksoplanet Menopang Kehidupan?

Hemera Getty Images Plus/Getty Images

Atribut apa sajakah yang harus dimiliki oleh sebuah eksoplanet agar mampu mendukung kehidupan? Pertanyaan ini awalnya muncul di situs Quora: sebuah tempat untuk memperoleh dan berbagi pengetahuan, memberdayakan orang untuk belajar dari orang lain dan untuk lebih memahami dunia di sekitar kita.

Jawaban diberikan oleh Will Waalkes, seorang peneliti mahasiswa pascasarjana, di Quora:

Sebelum menjawab pertanyaan ini, penting untuk memperjelas definisi habitat layak huni yang hanya berbasis pada satu-satunya tempat yang diketahui menampung kehidupan di alam semesta: Bumi. Tentu saja masih banyak yang belum kita ketahui tentang semua kemungkinan lingkungan di alam semesta yang mampu menopang kehidupan, namun spekulasi yang tidak terkendali justru akan menjadi tidak ilmiah.

Berikut beberapa kualitas yang seharusnya kita periksa untuk menentukan habitabilitas sebuah planet:

Sumber Energi. Kita membutuhkan energi bagi planet agar layak huni. Mari kita pilih sesuatu secara acak, seperti bintang.

Air cair. Inilah persyaratan utama untuk definisi layak huni. "Zona layak huni" didefinisikan sebagai jarak ideal antara planet dengan bintang induk. Jarak minimum planet-bintang (disebut sumbu semi-mayor) adalah jarak minimal planet sebelum terjadi efek rumah kaca yang mengakibatkan air di permukaan menguap. Tepi terluar zona layak huni adalah poros semi-mayor maksimum, apabila berada di luar jarak tersebut bahkan efek rumah kaca yang kuat (dengan atmosfer CO2 yang padat) tidak dapat mempertahankan suhu permukaan yang cukup tinggi untuk menopang air cair. Air cair adalah media optimal yang memungkinkan terjadinya proses perpindahan kimiawi secara efisien sehingga organisme kompleks dapat berkembang biak.

Lapisan atmosfer. Tanpa atmosfer, planet tidak dapat mempertahankan suhu atau melindungi organisme dari radiasi dan partikel berbahaya. Selain itu, atmosfer jelas merupakan persyaratan agar organisme dapat mengakses atom dan molekul yang diperlukan untuk reaksi metabolik. Meskipun proses ini juga dapat terjadi di lingkungan cair, namun atmosfer tetap dibutuhkan. Tanpa atmosfer atau kurangnya tekanan atmosfer, paparan langsung dari radiasi bintang akan menguapkan lautan.

Medan magnet (kemungkinan). Kerap salah dipahami. Biasanya, kita melihat medan magnet sebagai sesuatu yang melindungi atmosfer dari partikel bermuatan dan erosi atmosfer. Hal itu sepertinya masih benar, tapi pemahamannya kurang lengkap. Medan magnet Venus sebenarnya tidak terlalu kuat, namun masih memiliki atmosfer yang sangat tebal. Implikasinya adalah atmosfer dalam komposisi dan kerapatan tertentu dapat menjaga agar partikel tidak meloloskan diri ke luar angkasa, namun jenis atmosfer seperti ini sepertinya tidak akan ramah. Untuk saat ini, kita masih harus mempertimbangkan medan magnet sebagai sebuah atribut penting bagi perkembangan kehidupan. Bagaimanapun juga, medan magnet bukanlah sesuatu yang saat ini dapat kita pelajari di eksoplanet, karena medan magnet tidak dapat terdeteksi di sekitar objek kecil dan jauh semacam itu.

Bintang berumur panjang. Hidup memerlukan waktu untuk berkembang. Jika menginduk bintang masif yang berumur singkat, kondisi layak huni planet tidak akan terwujud. Karena butuh waktu sekitar satu miliar tahun sebelum permukaan planet dan tata surya cukup tenang sehingga organisme bersel tunggal dapat muncul. Suar bintang yang terus menerus membombardir dan lava panas di permukaan planet, akan menciptakan lingkungan yang tidak bersahabat bagi organisme apapun. Bahkan setelah itu, organisme multiseluler membutuhkan waktu 2,9 miliar tahun lagi. Bintang katai tipe M adalah kandidat bintang paling optimal untuk menemukan dunia layak huni. Salah satu alasannya adalah karena masa hidup mereka yang sangat panjang, sekitar 100 miliar hingga triliunan tahun.

Lingkungan radiasi rendah ultraviolet (UV). Ada banyak yang bisa dijelaskan tentang UV, tapi saya hanya menyampaikannya singkat. Radiasi intens sinar ultraviolet dan sinar-X membahayakan atmosfer (kerusakan fotokimia, penguapan), air di permukaan (penguapan laut), dan organisme (kanker, dll.). Jadi, sebuah planet di sekitar bintang dengan radiasi sinar-X dan UV kuat atau aktivitas suar bintang yang terlalu intens akan berdampak terhadap habitabilitas. Kabar buruk bagi bintang katai tipe M, karena mereka cukup aktif di wilayah spektrum elektromagnetik ini. Namun, aktivitas sinar-X dan UV bintang katai akan sedikit menurun seiring bertambahnya usia (rotasi melambat dan medan magnet melemah), sehingga planet terestrial (berbatu) layak huni di sekitar bintang katai tipe M yang lebih tua memiliki peluang lebih besar terkait habitabilitas.

Sedikit Raksasa Gas (relatif). Atribut ini, seperti poin sebelumnya, bukanlah atribut planet itu sendiri tapi menurut saya cukup penting. Untuk waktu yang lama, kita menganggap Jupiter sebagai teman kita, melindungi kita dari objek wilayah terluar tata surya yang liar. Ternyata, raksasa gas lebih cenderung mengarahkan objek-objek tersebut ke arah kita, bukannya mengalihkannya atau melindungi. Selain itu, planet masif di sistem planet bintang katai tipe M (sistem yang paling berpotensi untuk menemukan planet layak huni) dapat mengganggu pembentukan planet terestrial yang lebih kecil sebab memberikan cukup banyak gangguan pasang surut, sehingga akumulasi inti planet tidak dapat terbentuk. Jadi habitabilitas akan sulit terbentuk dalam sistem planet yang memiliki raksasa gas.

Rotasi. Untuk 2 alasan: Pertama, penting untuk menjaga medan magnet. Kedua, 1 banding 1 (1 rotasi per orbit). Planet yang mengalami penguncian pasang surut akan mengalami masalah sirkulasi atmosfer. Satu sisi planet akan sangat panas, sedangkan sisi sebaliknya sangat dingin. Untuk atmosfer yang tebal, sirkulasi panas masih mungkin terjadi dan mungkin ada area layak huni di dekat sisi siang dan malam. Untuk atmosfer tipis, yang mungkin terjadi adalah molekul-molekul gas di atmosfer dipanaskan di sisi siang hari, disirkulasikan di sisi malam dan membeku menjadi es. Fenomena ini akan berlanjut sampai semua atmosfer membeku, setelah diendapkan di sisi malam.

Eksentrisitas orbital rendah. Semakin melingkar orbit, semakin baik. Orbit yang sangat eksentrik berarti planet akan menghabiskan sebagian dari waktunya untuk berada sangat dekat dengan bintang induk dan menerima banyak energi, sementara sisanya dihabiskan lebih jauh dari bintang induk, sehingga energi yang diterima tidak maksimal. Lingkungan planet yang lebih stabil berarti semakin besar kemungkinan kehidupan dapat berkembang tanpa harus beradaptasi dengan variabilitas musiman yang kompleks.

Lempeng Tektonik. Yang satu ini sedikit kurang jelas dan sangat rendah dalam daftar menyangkut apa yang harus dimiliki oleh eksoplanet untuk menopang kehidupan. Secara singkat, lempeng tektonik memberikan panas dan energi ke permukaan planet dan memainkan peran penting dalam pencampuran kimia sekaligus potensi pelepasan gas yang krusial. Mungkin tidak terdengar terlalu hebat (kehidupan di Bumi tidak mau gunung berapi memuntahkan abu dan CO2), tetapi juga memicu mekanisme yang mengakibatkan air, oksigen, dan elemen berat lainnya dapat diakses di permukaan.

Ditulis oleh: Quora, kontributor www.huffingtonpost.com

Sumber: Can Exoplanets Support Life?

#terimakasihgoogle