Dalam
upaya pencarian kehidupan di luar Bumi, para astronom selalu mencari planet
yang berada di “zona layak huni” bintang induk, yang disebut “zona Goldilocks”,
wilayah orbit ideal yang berpotensi menopang air cair di permukaan planet,
unsur utama yang dibutuhkan kehidupan.
Berdasarkan
serangkaian survei langit selama tiga dekade, para astronom telah memiliki
konsep tentang “bintang Goldilocks”, yaitu bintang yang tidak terlalu panas dan
tidak terlalu dingin, dan yang paling penting tidak terlalu ganas sebagai induk
sistem planet yang ramah terhadap kehidupan.
Karena
Matahari kita sendiri telah memelihara kehidupan di Bumi selama hampir 4 miliar
tahun, otomatis bintang mirip Matahari menjadi kandidat utama dalam pencarian
dunia yang berpotensi layak huni. Namun, bintang yang sedikit lebih dingin dan
kurang bercahaya daripada Matahari kita, yang diklasifikasikan sebagai
bintang katai tipe K, justru adalah “bintang Goldilocks” tulen, ungkap Edward
Guinan dari Universitas Villanova di Pennsylvania. “Bintang katai tipe K dianggap
menempati ‘sweet spot’ karena
memiliki sifat di antara bintang tipe G (mirip Matahari) yang jumlahnya jarang,
dengan bintang katai merah (tipe M) yang jumlahnya lebih banyak. Bintang katai
tipe K, terutama yang lebih hangat, menyediakan segala yang dibutuhkan oleh dunia
layak huni. Jika kita mencari planet layak huni, maka jumlah bintang tipe K yang
cukup banyak berarti meningkatkan peluang untuk menemukan kehidupan.”
 |
| Infografis perbandingan karakteristik tiga kelas bintang di galaksi kita. Bintang mirip Matahari diklasifikasikan sebagai bintang tipe G. Bintang yang lebih dingin dan kurang masif dibandingkan Matahari adalah bintang katai tipe K. Sementara di bawahnya ada bintang katai merah tipe M. Grafik membandingkan tipe bintang dalam beberapa variabel penting. Kredit: NASA, ESA dan Z. Levy (STScI) |
Sebagai
permulaan, jumlah bintang katai tipe K tiga kali lipat lebih banyak daripada
bintang mirip Matahari. Sekitar 1.000 bintang tipe K terletak dalam rentang
jarak 100 tahun cahaya dari Matahari dan berpotensi menjadi target penelitian.
Usia hidup bintang katai oranye antara 15-45 miliar tahun. Sebaliknya,
Matahari kita yang sudah menempuh separuh perjalanan kehidupannya, hanya
bertahan selama 10 miliar tahun. Laju tahap evolusi bintang yang relatif cepat
akan membuat Bumi tidak layak huni dalam waktu 1 atau 2 miliar tahun lagi.
“Bintang
mirip Matahari membatasi berapa lama atmosfer sebuah planet untuk dapat tetap
stabil,” tambah Guinan. Itu karena satu miliar tahun dari sekarang, Bumi akan
mengorbit Matahari dari tepi terdalam zona layak huni Matahari yang lebih
panas. Zona layak huni akan bergeser menjauh saat ukuran Matahari membesar,
lebih hangat dan lebih terang. Akibatnya, Bumi akan mengering karena kehilangan
lapisan atmosfer dan lautannya saat ini. Menginjak usia 9 miliar tahun,
Matahari akan membengkak menjadi raksasa merah dan kemungkinan “menelan” Bumi.
Terlepas
dari ukurannya yang kecil, bintang katai merah (tipe M) yang jumlahnya lebih banyak,
memiliki umur yang lebih panjang, namun tidak terlalu ramah terhadap kehidupan.
Planet yang mengorbit dari zona layak huni katai merah, terpisah tidak terlalu
jauh dari bintang induk dan rentan terpapar radiasi sinar-X dan ultraviolet
ekstrem, setara ratusan ribu kali lebih kuat daripada radiasi yang diterima oleh
Bumi dari Matahari.
Suar
bintang dan pelepasan massa koronal tanpa henti membordir planet yang mengorbit
katai merah, hingga gosong terpanggang dan lapisan atmosfer planet dilucuti
sejak awal sejarah kehidupannya. Aktivitas intens katai merah mencegah planet
di zona layak huni berevolusi menjadi ramah terhadap kehidupan beberapa miliar
tahun setelah aktivitas letusan bintang mereda. “Kami tidak begitu optimis terkait
peluang menemukan kehidupan berakal di planet yang mengorbit bintang katai tipe
M,” jelas Guinan.
Adapun
medan magnet bintang katai tipe K tidak terlalu aktif, sehingga jarang
menghasilkan ledakan energi, sinar-X dan emisi ultraviolet intens, berdasarkan
penelitian Guinan. Planet yang mengitarinya hanya akan menerima sekitar 1/100
radiasi sinar-X mematikan dibandingkan planet yang mengorbit bintang katai tipe
M (yang aktif secara magnetis) di zona layak huni.
Dalam
sebuah program yang disebut “GoldiloKs”
Project, Guinan bersama Scott Engle,
seorang kolega dari Universitas Villanova, memimpin tim yang terdiri dari para mahasiswa
dari Universitas Villanova untuk mengukur usia, laju rotasi, radiasi sinar-X
dan ultraviolet-jauh melalui pengambilan sampel sejumlah bintang dingin tipe G
dan K. Mereka menggunakan Teleskop Antariksa Hubble NASA, Observatorium Sinar-X
Chandra NASA dan Satelit XMM-Newton ESA untuk penelitian. Observasi Hubble yang
sensitif terhadap ultraviolet radiasi hidrogen, digunakan untuk menilai radiasi
dari sekitar 20 sampel bintang katai oranye. “Hubble adalah satu-satunya
teleskop yang dapat melakukan observasi semacam ini,” ujar Guinan.
Guinan
dan Engle menemukan tingkat radiasi jauh lebih rendah untuk setiap planet yang
mengorbit bintang katai oranye daripada bintang katai merah. Usia hidup
bintang tipe K yang lebih lama, juga mencegah pergeseran zona layak huni. Oleh
karena itu, bintang katai tipe K dianggap sebagai lokasi ideal untuk mencari
kehidupan dan menyediakan waktu yang dibutuhkan bagi kehidupan di sebuah planet
untuk berkembang biak. Dalam kurun waktu 10 miliar tahun, setara dengan usia
hidup Matahari, peningkatan kecerahan bintang tipe K hanya sekitar 10-15%, sehingga
memberikan cukup waktu bagi kehidupan untuk berevolusi menjadi organisme
biologis yang lebih maju daripada di Bumi.
Guinan
dan Engle juga meneliti beberapa bintang tipe K yang dianggap ideal sebagai
induk planet, termasuk Kepler-442, Tau Ceti dan Epsilon Eridani. (Tau Ceti dan
Epsilon Eridani adalah bintang yang menjadi target awal studi Proyek Ozma pada
akhir tahun 1950-an, upaya pertama untuk mendeteksi transmisi radio dari
peradaban maju di luar Bumi.)
“Kepler-442
(klasifikasi spektral K5) layak diperhatikan karena menampung salah satu planet
Goldilocks terbaik, yaitu planet terestrial Kepler-442b sekitar dua kali massa
Bumi. Jadi sistem Kepler-442 adalah sistem planet Goldilocks yang menginduk bintang
Goldilocks!” kata Guinan.
Selama
30 tahun terakhir, Guinan, Engle dan para mahasiswa Universitas Villanova
telah mengamati berbagai tipe bintang. Berdasarkan studi yang mereka lakukan, para
ilmuwan telah menentukan hubungan antara usia bintang, tingkat rotasi, emisi
sinar-X dan ultraviolet serta aktivitas suar bintang. Data ini telah digunakan
untuk meneliti efek radiasi berenergi tinggi terhadap atmosfer planet dan
kehidupan (bila ada).
Zona
layak huni, yang berpotensi menampung planet dengan kehidupan di dalamnya,
wilayahnya lebih luas untuk bintang yang lebih panas. Bintang katai merah tipe
M berumur sangat panjang dan bisa melampaui 100 miliar tahun. Rentang usia
bintang katai tipe K berkisar antara 15-45 miliar tahun, sementara Matahari
kita hanya mampu bertahan selama 10 miliar tahun saja.
Namun,
radiasi bintang katai merah tipe M lebih berbahaya, bahkan mencapai 80-500 kali
lipat lebih kuat daripada Matahari. Radiasi untuk bintang katai oranye tipe K
hanya 5-25 kali lebih kuat daripada Matahari. Katai merah mendominasi populasi
bintang galaksi Bima Sakti, sekitar 73%. Jumlah bintang mirip Matahari hanya 6%,
dan bintang katai oranye jatuh pada angka 13%.
Ketika
keempat variabel menjadi pertimbangan untuk mencari kehidupan di luar Bumi,
maka bintang katai oranye tipe K adalah yang paling ideal.
Ditulis
oleh: Staf www.nasa.gov, editor: Rob Garner
Komentar
Posting Komentar