Ide-ide baru tentang apa yang membuat planet layak huni dapat membentuk kembali pencarian kehidupan

Permainan harian Keluaran SGP 2020 – 2021.

Ketika mempertimbangkan di mana mencari kehidupan di luar bumi, para astronom kebanyakan terjebak dengan apa yang akrab. Kandidat terbaik untuk planet layak huni dianggap yang paling mirip dengan Bumi: kecil, berbatu, dengan atmosfer yang dapat bernapas dan sejumlah kehangatan dari bintang-bintangnya.

Tetapi karena lebih banyak planet di luar tata surya telah ditemukan, para astronom memperdebatkan kegunaan definisi ini (SN: 10/4/19). Beberapa planet yang disebut zona layak huni, di mana suhunya tepat untuk air cair, mungkin tidak baik untuk kehidupan sama sekali. Orang lain di luar area yang ditentukan itu mungkin sangat nyaman.

Sekarang, dua penelitian mengusulkan merevisi konsep “zona layak huni” untuk menjelaskan lebih banyak planet yang mungkin ditemui para astronom di kosmos. Satu definisi baru membawa lebih banyak planet ke dalam lipatan layak huni; yang lain mendorong beberapa keluar.

“Kedua makalah itu berfokus pada pertanyaan tentang gagasan klasik tentang zona layak huni,” kata astronom Noah Tuchow dari Penn State University. “Kita harus memperluas jangkauan tempat yang kita lihat, jadi kita tidak melewatkan planet yang layak huni.”

Beberapa planet yang diabaikan bisa jauh lebih besar dari Bumi, dan berpotensi tidak menerima cahaya bintang sama sekali. Ahli astrofisika Nikku Madhusudhan dari Universitas Cambridge dan rekan mengusulkan kategori baru planet yang mungkin layak huni yang dapat ditemukan di hampir semua jarak dari segala jenis bintang.

Planet-planet hipotetis ini memiliki lautan air-cair global yang terletak di bawah atmosfer kaya hidrogen yang tebal (SN: 5/4/20). Madhusudhan menyebut mereka planet “Hycean”, untuk “hidrogen” dan “samudera.” Mereka bisa sampai 2,6 kali ukuran Bumi dan hingga 10 kali lebih besar, Madhusudhan dan rekan melaporkan 25 Agustus di Jurnal Astrofisika. Atmosfer tebal itu bisa menjaga suhu yang tepat untuk air cair bahkan dengan masukan minimal dari bintang, sementara lautan bisa melindungi apa pun yang hidup dari tekanan atmosfer yang menghancurkan.

“Kami ingin berkembang melampaui paradigma terpaku kami sejauh ini di planet mirip Bumi,” kata Madhusudhan. “Semua yang telah kita pelajari tentang exoplanet sejauh ini sangat beragam. Mengapa membatasi diri kita sendiri dalam hal kehidupan?”

Dalam mencari kehidupan alien, planet Hycean akan memiliki beberapa keunggulan dibandingkan planet berbatu di zona layak huni, kata tim. Meskipun sulit untuk mengatakan dunia mana yang pasti memiliki lautan dan atmosfer hidrogen, ada lebih banyak planet ekstrasurya yang diketahui dalam rentang massa dan suhu planet Hycean daripada planet mirip Bumi. Jadi kemungkinannya bagus, kata Madhusudhan.

Dan karena mereka umumnya lebih besar dan memiliki atmosfer yang lebih luas daripada planet berbatu, planet Hycean lebih mudah diselidiki untuk tanda-tanda biologis, tanda-tanda molekuler kehidupan. Biosignatures yang dapat dideteksi di planet Hycean dapat mencakup molekul langka yang terkait dengan kehidupan di Bumi seperti dimetil sulfida dan karbonil sulfida. Konsentrasi ini cenderung terlalu rendah untuk dideteksi di atmosfer tipis mirip Bumi, tetapi atmosfer Hycean yang lebih tebal akan lebih mudah terlihat.

Yang terbaik dari semuanya, teleskop yang ada atau yang direncanakan dapat mendeteksi molekul-molekul itu dalam beberapa tahun, jika mereka ada di sana. Madhusudhan sudah memiliki rencana untuk menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb NASA, yang akan diluncurkan akhir tahun ini, untuk mengamati planet yang kaya air K2 18b (SN: 11/9/19).

Kelayakhunian planet itu diperdebatkan ketika dilaporkan pada 2019. Madhusudhan mengatakan 20 jam pengamatan dengan JWST harus menyelesaikan perdebatan.

“Skenario kasus terbaik, kami akan mendeteksi kehidupan di K2 18b,” katanya, meskipun “Saya tidak menahan nafas untuk itu.”

Astronom Laura Kreidberg dari Max Planck Institute for Astronomy di Heidelberg, Jerman, berpikir itu mungkin tidak akan semudah itu. Planet dalam kisaran ukuran Hycean cenderung memiliki atmosfer berawan atau berkabut, membuat biosignatures lebih sulit untuk ditangkap.

Juga tidak jelas apakah planet Hycean benar-benar ada di alam. “Ini adalah ide yang sangat menyenangkan,” katanya. “Tetapi apakah itu hanya ide yang menyenangkan, atau apakah itu sesuai dengan kenyataan? Saya pikir kita sama sekali belum tahu.”

Alih-alih menemukan cara baru untuk membawa eksoplanet ke dalam keluarga layak huni, Tuchow dan sesama astronom Penn State Jason Wright menendang beberapa planet yang tampaknya layak huni. Pasangan ini menyadari bahwa wilayah suhu sempurna di sekitar bintang berubah saat bintang berevolusi dan mengubah kecerahan.

Beberapa planet dilahirkan di zona layak huni dan tinggal di sana sepanjang hidup mereka. Tetapi beberapa, mungkin sebagian besar, lahir di luar zona layak huni bintang mereka dan memasukinya nanti, seiring bertambahnya usia bintang. Tuchow dan Wright menyarankan untuk menyebut dunia itu sebagai “planet yang terlambat dihuni.”

Ketika para astronom mengarahkan teleskop mereka ke bintang tertentu, para ilmuwan hanya melihat potret zona layak huni bintang tersebut, kata pasangan itu. “Jika Anda hanya melihat sebuah planet di zona layak huni di masa sekarang, Anda tidak tahu berapa lama sudah ada di sana,” kata Tuchow. Ini adalah pertanyaan terbuka apakah planet yang memasuki zona layak huni di kemudian hari dapat menjadi layak huni, jelasnya. Jika planet mulai terlalu dekat dengan bintangnya, ia bisa kehilangan semua airnya karena efek rumah kaca, seperti yang dilakukan Venus. Memindahkan Venus ke posisi Bumi tidak akan mengembalikan airnya.

Di ujung lain, sebuah planet yang lahir lebih jauh dari bintangnya dapat seluruhnya tertutup gletser, yang memantulkan sinar matahari. Mereka mungkin tidak akan pernah meleleh, bahkan ketika bintang mereka bersinar. Lebih buruk lagi, air mereka bisa langsung dari beku menjadi menguap, sebuah proses yang dikenal sebagai sublimasi. Skenario itu tidak akan membuat planet ini memiliki waktu bahkan genangan basah yang nyaman untuk kehidupan untuk memulai.

Planet-planet ini “masih berada di zona layak huni,” kata Tuchow. “Tapi itu menambah pertanyaan tentang apakah berada di zona layak huni benar-benar berarti layak huni.”

Related posts