Sinar ultraviolet adalah apa yang Anda sebut jenis radiasi kontroversial. Di satu sisi, paparan berlebih dapat menyebabkan kulit terbakar, peningkatan risiko kanker kulit, dan kerusakan penglihatan dan sistem kekebalan tubuh seseorang. Di sisi lain, itu juga memiliki beberapa manfaat kesehatan yang luar biasa, yang termasuk mempromosikan penghilang stres dan merangsang produksi vitamin D, seratonin, dan melanin alami tubuh.
Dan menurut sebuah studi baru dari tim dari Universitas Harvard dan Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian, CfA, radiasi ultraviolet bahkan mungkin memainkan peran penting dalam kemunculan kehidupan di Bumi. Dengan demikian, menentukan berapa banyak radiasi UV yang dihasilkan oleh jenis bintang lain dapat menjadi salah satu kunci untuk menemukan bukti kehidupan planet apa pun yang mengorbitnya.
Penelitian yang berjudul "Permukaan UV Lingkungan di Planet Mengorbit M Kurcaci: Implikasi untuk Kimia Prebiotik dan Kebutuhan untuk Tindak Lanjut Eksperimental", baru-baru ini muncul di Jurnal Astrofisika. Dipimpin oleh Sukrit Ranjan, seorang peneliti postdoctoral yang berkunjung di CfA, tim fokus pada bintang tipe-M (kurcaci merah) untuk menentukan apakah kelas bintang ini menghasilkan radiasi UV yang cukup untuk memulai proses biologis yang diperlukan bagi kehidupan untuk muncul.
Studi terbaru menunjukkan bahwa radiasi UV mungkin diperlukan untuk pembentukan asam ribonukleat (RNA), yang diperlukan untuk semua bentuk kehidupan seperti yang kita kenal. Dan mengingat tingkat di mana planet berbatu telah ditemukan di sekitar bintang katai merah akhir-akhir ini (dicontohkan termasuk Proxima b, LHS 1140b, dan tujuh planet dari sistem TRAPPIST-1), berapa banyak radiasi UV yang dihasilkan oleh bintang katai merah dapat menjadi pusat bagi menentukan kelayakhunian planet ekstrasurya.
Seperti yang dijelaskan oleh Dr. Ranjan dalam siaran pers CFA:
“Itu seperti memiliki tumpukan kayu dan kayu bakar dan ingin menyalakan api, tetapi tidak memiliki korek api. Penelitian kami menunjukkan bahwa jumlah sinar UV yang tepat mungkin merupakan salah satu korek api yang hidup seperti yang kita ketahui akan menyala. ”
Demi penelitian mereka, tim menciptakan model transfer radiasi bintang kerdil merah. Mereka kemudian berusaha untuk menentukan apakah lingkungan UV pada planet prebiotik Bumi-analog yang mengorbitnya akan cukup untuk merangsang proses fotopro yang akan mengarah pada pembentukan RNA. Dari ini, mereka menghitung bahwa planet-planet yang mengorbit bintang-bintang kerdil M akan memiliki akses ke 100-1000 kali lebih sedikit radiasi UV bioaktif daripada Bumi muda.
Akibatnya, kimia yang bergantung pada sinar UV untuk mengubah unsur-unsur kimia dan kondisi prebiotik menjadi organisme biologis kemungkinan akan ditutup. Bergantian, tim memperkirakan bahwa bahkan jika kimia ini mampu melanjutkan di bawah tingkat radiasi UV yang berkurang, itu akan beroperasi pada tingkat yang jauh lebih lambat daripada di Bumi miliaran tahun yang lalu.
Sebagaimana Robin Wordsworth - asisten profesor di Sekolah Teknik dan Sains Terapan Harvard dan rekan penulis studi ini - menjelaskan, ini tidak selalu berita buruk sejauh pertanyaan tentang kelayakhunian. "Mungkin masalah menemukan sweet spot," katanya. "Diperlukan sinar ultraviolet yang cukup untuk memicu pembentukan kehidupan, tetapi tidak begitu banyak sehingga mengikis dan menghilangkan atmosfer planet."
Studi sebelumnya menunjukkan bahwa bahkan kurcaci merah yang tenang pun mengalami suar dramatis yang secara berkala membombardir planet mereka dengan semburan energi UV. Sementara ini dianggap sebagai sesuatu yang berbahaya, yang dapat menghapus planet-planet yang mengorbit atmosfer dan kehidupan iradiasinya, ada kemungkinan bahwa suar seperti itu dapat mengimbangi tingkat UV yang lebih rendah yang terus diproduksi oleh bintang.
Berita ini juga muncul setelah sebuah studi yang menunjukkan bagaimana planet-planet luar sistem TRAPPIST-1 (termasuk tiga yang terletak di zona layak huni) mungkin masih memiliki banyak air di permukaannya. Di sini juga, kuncinya adalah radiasi UV, di mana tim yang bertanggung jawab untuk penelitian memantau planet TRAPPIST-1 untuk tanda-tanda kehilangan hidrogen dari atmosfer mereka (tanda fotodisosiasi).
Penelitian ini juga mengingatkan sebuah penelitian baru-baru ini yang dipimpin oleh Profesor Avi Loeb, Ketua jurusan astronomi di Universitas Harvard, Direktur Institute for Theory and Computation, dan juga anggota CfA. Berjudul, "Peluang Relatif untuk Hidup sebagai Fungsi dari Waktu Kosmis", Loeb dan timnya menyimpulkan bahwa bintang katai merah adalah yang paling mungkin menimbulkan kehidupan karena massa rendah dan umur panjang ekstrem.
Dibandingkan dengan bintang bermassa lebih tinggi yang memiliki masa hidup lebih pendek, bintang katai merah cenderung tetap dalam urutan utama selama enam hingga dua belas triliun tahun. Oleh karena itu, bintang katai merah pasti sekitar cukup lama untuk mengakomodasi bahkan tingkat evolusi organik yang sangat melambat. Dalam hal ini, studi terbaru ini bahkan dapat dianggap sebagai resolusi yang mungkin untuk Fermi Paradox - Di mana semua alien? Mereka masih berevolusi!
Tetapi seperti yang Dimitar Sasselov - Profesor Astronomi Phillips di Harvard, Direktur Origins of Life Initiative dan rekan penulis di kertas - mengindikasikan, masih ada banyak pertanyaan yang belum terjawab:
“Kami masih memiliki banyak pekerjaan yang harus dilakukan di laboratorium dan di tempat lain untuk menentukan bagaimana faktor-faktor, termasuk UV, berperan dalam masalah kehidupan. Juga, kita perlu menentukan apakah kehidupan dapat terbentuk pada tingkat UV jauh lebih rendah daripada yang kita alami di Bumi. "
Seperti biasa, para ilmuwan dipaksa untuk bekerja dengan kerangka referensi terbatas ketika datang untuk menilai kelayakhunian planet-planet lain. Sepengetahuan kami, kehidupan hanya ada di planet (mis. Bumi), yang secara alami memengaruhi pemahaman kita tentang di mana dan dalam kondisi apa kehidupan dapat berkembang. Dan terlepas dari penelitian yang sedang berlangsung, pertanyaan tentang bagaimana kehidupan muncul di Bumi masih menjadi misteri.
Jika kehidupan harus ditemukan di sebuah planet yang mengorbit katai merah, atau di lingkungan ekstrim yang kami pikir tidak dapat dihuni, itu akan menunjukkan bahwa kehidupan dapat muncul dan berevolusi dalam kondisi yang sangat berbeda dari Bumi. Di tahun-tahun mendatang, misi generasi berikutnya seperti James Webb Space Telescope adalah Giant Magellan Telescope diharapkan untuk mengungkapkan lebih banyak tentang bintang yang jauh dan sistem planet mereka.
Imbalan dari penelitian ini mungkin termasuk wawasan baru di mana kehidupan dapat muncul dan kondisi di mana ia dapat berkembang.
