Dalam beberapa dekade terakhir, ribuan planet ekstra-surya telah ditemukan di dalam galaksi kita. Pada 28 Juli 2018, total 3.374 planet ekstra-surya telah dikonfirmasi di 2.814 sistem planet. Sementara mayoritas planet ini adalah raksasa gas, semakin banyak yang terestrial (berbatu-batu) di alam dan ditemukan mengorbit di zona layak huni masing-masing bintang (HZ) masing-masing.
Namun, seperti yang ditunjukkan oleh kasus Tata Surya, HZ tidak perlu berarti planet dapat mendukung kehidupan. Meskipun Venus dan Mars berada di tepi dalam dan luar HZ Matahari (masing-masing), tidak ada yang mampu mendukung kehidupan di permukaannya. Dan dengan planet yang lebih berpotensi dihuni yang ditemukan sepanjang waktu, sebuah studi baru menunjukkan bahwa mungkin sudah saatnya untuk memperbaiki definisi kita tentang zona layak huni.
Penelitian yang berjudul "Zona layak huni yang lebih komprehensif untuk menemukan kehidupan di planet lain", baru-baru ini muncul secara online. Studi ini dilakukan oleh Dr. Ramses M. Ramirez, seorang ilmuwan penelitian dengan Earth-Life Science Institute di Tokyo Institute of Technology. Selama bertahun-tahun, Dr. Ramirez telah terlibat dalam studi tentang dunia yang berpotensi dihuni dan membangun model iklim untuk menilai proses yang membuat planet menjadi layak huni.
Seperti yang ditunjukkan oleh Dr. Ramirez dalam penelitiannya, definisi paling umum dari zona layak huni adalah wilayah melingkar di sekitar bintang di mana suhu permukaan pada benda yang mengorbit cukup untuk menjaga air dalam keadaan cair. Namun, ini saja tidak berarti sebuah planet dapat dihuni, dan pertimbangan tambahan perlu dipertimbangkan untuk menentukan apakah kehidupan dapat benar-benar ada di sana. Ramirez mengatakan kepada Space Magazine melalui email:
“Inkarnasi paling populer dari HZ adalah HZ klasik. Definisi klasik ini mengasumsikan bahwa gas rumah kaca yang paling penting di planet yang berpotensi dihuni adalah karbon dioksida dan uap air. Ini juga mengasumsikan bahwa kelayakhunian di planet-planet tersebut ditopang oleh siklus karbonat-silikat, seperti halnya Bumi. Di planet kita, siklus karbonat-silikat ditenagai oleh lempeng tektonik.
"Siklus silikat karbonat mengatur transfer karbon dioksida antara atmosfer, permukaan, dan interior Bumi. Ini bertindak sebagai termostat planet selama rentang waktu yang panjang dan memastikan bahwa tidak ada terlalu banyak CO2 di atmosfer (planet menjadi terlalu panas) atau terlalu sedikit (planet menjadi terlalu dingin). HZ klasik juga (biasanya) mengasumsikan bahwa planet-planet yang dapat dihuni memiliki persediaan air total (mis. Total air di lautan dan lautan) dengan ukuran yang sama dengan yang ada di Bumi. "
Inilah yang dapat disebut sebagai pendekatan "buah yang tergantung rendah", di mana para ilmuwan telah mencari tanda-tanda kelayakhunian berdasarkan pada apa yang paling kita kenal sebagai manusia. Mengingat bahwa satu-satunya contoh yang kami miliki tentang kelayakhunian adalah planet Bumi, studi planet ekstrasurya telah difokuskan untuk menemukan planet yang "mirip Bumi" dalam komposisi (yaitu berbatu), orbit, dan ukuran.
Namun, dalam beberapa tahun terakhir definisi ini telah ditantang oleh studi baru. Sebagai penelitian planet ekstrasurya telah pindah dari hanya mendeteksi dan mengkonfirmasi keberadaan benda-benda di sekitar bintang lain dan pindah ke karakterisasi, formulasi baru dari HZ telah muncul yang telah mencoba untuk menangkap keragaman dunia yang berpotensi dihuni.
Seperti dijelaskan oleh Dr. Ramirez, formulasi-formulasi baru ini telah melengkapi gagasan tradisional HZ dengan mempertimbangkan bahwa planet-planet yang dapat dihuni mungkin memiliki komposisi atmosfer yang berbeda:
“Misalnya, mereka mempertimbangkan pengaruh gas rumah kaca tambahan, seperti CH4 dan H2, yang keduanya dianggap penting untuk kondisi awal di Bumi dan Mars. Penambahan gas-gas ini membuat zona layak huni lebih luas dari apa yang akan diprediksi oleh definisi HZ klasik. Ini bagus, karena planet-planet yang dianggap berada di luar HZ, seperti TRAPPIST-1h, sekarang mungkin ada di dalamnya. Juga telah diperdebatkan bahwa planet dengan atmosfer CO2-CH4 yang padat di dekat tepi luar HZ bintang yang lebih panas mungkin dihuni karena sulit untuk mempertahankan atmosfer seperti itu tanpa adanya kehidupan. ”
Salah satu studi tersebut dilakukan oleh Dr. Ramirez dan Lisa Kaltenegger, seorang profesor di Carl Sagan Institute di Cornell University. Menurut sebuah makalah yang mereka hasilkan pada tahun 2017, yang muncul di Astrophysical Journal Letters,pemburu exoplanet dapat menemukan planet yang suatu hari akan menjadi layak huni berdasarkan kehadiran aktivitas vulkanik - yang akan dapat dilihat melalui keberadaan gas hidrogen (H2) di atmosfer mereka.
Teori ini adalah perpanjangan alami dari pencarian kondisi "mirip Bumi", yang menganggap bahwa atmosfer Bumi tidak selalu seperti sekarang ini. Pada dasarnya, para ilmuwan planet berteori bahwa miliaran tahun yang lalu, atmosfer awal Bumi memiliki banyak pasokan gas hidrogen (H2) karena outgassing vulkanik dan interaksi antara molekul hidrogen dan nitrogen di atmosfer ini adalah apa yang membuat Bumi cukup hangat untuk kehidupan berkembang.
Dalam kasus Bumi, hidrogen ini akhirnya lepas ke ruang angkasa, yang diyakini merupakan kasus untuk semua planet terestrial. Namun, di sebuah planet di mana terdapat tingkat aktivitas vulkanik yang cukup, keberadaan gas hidrogen di atmosfer dapat dipertahankan, sehingga memungkinkan efek rumah kaca yang akan menjaga permukaannya tetap hangat. Dalam hal ini, keberadaan gas hidrogen di atmosfer planet dapat memperpanjang HZ bintang.
Menurut Ramirez, ada juga faktor waktu, yang biasanya tidak diperhitungkan ketika menilai HZ. Singkatnya, bintang-bintang berevolusi dari waktu ke waktu dan mengeluarkan berbagai tingkat radiasi berdasarkan usia mereka. Ini memiliki efek mengubah ke mana HZ bintang mencapai, yang mungkin tidak mencakup planet yang saat ini sedang dipelajari. Seperti yang dijelaskan oleh Ramirez:
“Aku telah diperlihatkan bahwa M-kurcaci (bintang yang benar-benar keren) sangat terang dan panas ketika pertama kali terbentuk sehingga mereka dapat mengeringkan planet muda mana pun yang kemudian ditentukan berada di HZ klasik. Ini menggarisbawahi titik bahwa hanya karena sebuah planet saat ini terletak di zona layak huni, itu tidak berarti bahwa itu sebenarnya dapat dihuni (apalagi dihuni). Kita harus bisa mewaspadai kasus-kasus ini.
Akhirnya, ada masalah tentang apa yang diamati oleh para astronom sistem bintang dalam perburuan planet ekstrasurya. Sementara banyak survei telah meneliti bintang kerdil kuning tipe G (yang merupakan Matahari kita), banyak penelitian telah difokuskan pada bintang tipe M (kerdil merah) akhir-akhir ini karena umur panjangnya dan fakta bahwa mereka diyakini sebagai yang paling kemungkinan tempat untuk menemukan planet berbatu yang mengorbit di dalam HZ bintang mereka.
“Sementara sebagian besar penelitian sebelumnya berfokus pada sistem bintang tunggal, penelitian terbaru menunjukkan bahwa planet yang dapat dihuni dapat ditemukan dalam sistem bintang biner atau bahkan sistem kerdil raksasa atau kerdil putih, planet yang berpotensi dihuni juga dapat berbentuk dunia gurun atau bahkan dunia lautan yang jauh lebih basah daripada Bumi, ”kata Ramirez. "Formulasi seperti itu tidak hanya memperluas ruang parameter dari planet yang berpotensi dihuni untuk mencari, tetapi mereka memungkinkan kita untuk menyaring dunia yang paling (dan paling sedikit) kemungkinan untuk menampung kehidupan."
Pada akhirnya, penelitian ini menunjukkan bahwa HZ klasik bukan satu-satunya alat yang dapat digunakan untuk menilai kemungkinan kehidupan ekstra-terestrial. Karena itu, Ramirez merekomendasikan bahwa di masa depan, para astronom dan pemburu planet ekstrasurya harus melengkapi HZ klasik dengan pertimbangan tambahan yang diajukan oleh formulasi baru ini. Dengan melakukan itu, mereka mungkin dapat memaksimalkan peluang mereka untuk menemukan kehidupan suatu hari nanti.
"Saya merekomendasikan bahwa para ilmuwan memberikan perhatian khusus nyata pada tahap awal sistem planet karena itu membantu menentukan kemungkinan bahwa sebuah planet yang saat ini terletak di zona layak huni saat ini sebenarnya layak dipelajari lebih lanjut untuk lebih banyak bukti kehidupan," katanya. “Saya juga merekomendasikan bahwa berbagai definisi HZ digunakan bersamaan sehingga kita dapat menentukan planet mana yang paling mungkin untuk menampung kehidupan. Dengan begitu kita dapat membuat peringkat planet-planet ini dan menentukan planet mana yang akan menghabiskan sebagian besar waktu dan energi teleskop kita. Sepanjang jalan kita juga akan menguji seberapa valid konsep HZ, termasuk menentukan seberapa universal siklus karbonat-silikat pada skala kosmik. "
