Kita cenderung menganggap keadaan Bumi kita sebagai hal yang normal. Dunia berair, beriklim mengorbit bintang kuning yang stabil. Tempat di mana kehidupan telah bertahan selama hampir 4 miliar tahun. Hampir tak terhindarkan bahwa ketika kita memikirkan tempat lain di mana kehidupan dapat berkembang, kita menggunakan pengalaman kita sendiri sebagai patokan.
Tetapi haruskah kita?
Matahari kita adalah bintang sekuen utama tipe-G dengan umur sekitar 10 miliar tahun. Umurnya sekitar lima miliar tahun dan telah memberi kehidupan di Bumi selama hampir 4 miliar tahun. Bintang berurutan utama tipe-G bukanlah yang paling berlimpah, juga bukan yang paling berumur panjang. Mereka membentuk hanya sekitar 6% dari populasi bintang Bima Sakti, dan mereka hanya hidup selama sekitar 10 miliar tahun.
Sebagian besar bintang di Bima Sakti (sekitar 73%) adalah katai merah, atau M katai. Katai lebih keren dari Matahari kita, dan zona layak huni mereka lebih kecil. Tapi mereka jauh lebih lama hidup, berdasarkan urutan besarnya. Kehidupan panjang mereka mungkin membuat mereka bintang ideal bagi kehidupan untuk berkembang, mengingat planet yang tepat. Tapi kurcaci merah bisa rentan terhadap pembakaran yang mematikan, dan output energinya yang berbahaya mungkin tidak ramah bagi kehidupan seperti yang kita ketahui.
Ada jenis bintang induk semang lainnya yang mulai disebut bintang Goldilocks oleh para astronom. Mereka lebih berlimpah dari Matahari, mereka lebih lama hidup daripada Matahari, dan mereka tidak memancarkan radiasi yang sama berbahayanya dengan M katai.
Mereka disebut kurcaci K, juga dikenal sebagai kurcaci oranye.
"Bintang-bintang katai K-berada di 'sweet spot', dengan sifat-sifat menengah antara bintang-bintang tipe surya yang lebih jarang, lebih bercahaya, tetapi berumur pendek (bintang-bintang G) dan bintang-bintang katai merah yang lebih banyak (bintang-bintang M)."
Edward Guinan, Universitas Villanova
K kurcaci hidup antara 15 hingga 45 miliar tahun, mereka membentuk sekitar 13% dari populasi Bima Sakti, dan mereka hanya memancarkan radiasi keenam belas sebanyak radiasi mematikan seperti kurcaci M.
Dalam karya baru yang dipresentasikan pada pertemuan 235 American Astronomical Society, sepasang peneliti menggunakan beberapa teleskop untuk mensurvei beberapa G dan K-kurcaci di lingkungan galaksi kita. Mereka adalah Edward Guinan dan Scott Engle dari Universitas Villanova di Pennsylvanie. Pekerjaan mereka disebut Proyek Goldiloks.
Dalam siaran pers, Guinan mengatakan bahwa bintang katai K-dwarf adalah bintang Goldilocks sejati. "Bintang-bintang katai K-berada di 'sweet spot', dengan sifat-sifat menengah antara bintang-bintang tipe surya yang lebih jarang, lebih bercahaya, tetapi berumur pendek (bintang-bintang G) dan bintang-bintang katai merah yang lebih banyak (bintang-bintang M). Bintang K, terutama yang lebih hangat, memiliki yang terbaik dari semua dunia. Jika Anda mencari planet dengan kelayakhunian, kelimpahan bintang K memompa peluang Anda untuk menemukan kehidupan. ”
Dalam radius 100 tahun cahaya dari Tata Surya kita, ada sekitar seribu K-katai. Bintang-bintang ini sudah matang untuk observasi. Dan meskipun mereka jauh lebih sedikit daripada kurcaci-M, beberapa astronom berpikir kita harus mengalihkan fokus kita ke kurcaci-K ketika berbicara tentang mencari planet yang berpotensi untuk dihuni.
M-kurcaci bermasalah ketika datang ke kesesuaian untuk hidup. Mereka berlimpah dan menjadi tuan rumah banyak exoplanet, tetapi mereka berbahaya. Karena mereka sangat kecil, zona layak huni mereka sangat dekat.
Itu berarti bahwa setiap planet di zona layak huni mungkin terkunci secara tidal, yang dapat mengurangi peluang kehidupan ada. Satu sisi akan berada dalam kegelapan abadi, dan sisi lain dalam cahaya abadi. Itu menciptakan perbedaan suhu yang ekstrem dan bermasalah, di mana sisi yang beku dapat membekukan gas utama dari atmosfer, membuat tulang samping siang hari kering dan gersang.
M-dwarf sangat energik dan tidak stabil. Mereka sering membakar bintang-bintang, dan energi keluarannya yang ganas dapat dengan mudah menghilangkan atmosfer planet di awal kehidupannya, dan menghancurkan organisme apa pun yang telah mendapatkan pijakan di planet ini. Beberapa suar ini dapat menggandakan kecerahan bintang dalam hitungan menit.
Kerdil M juga dapat memiliki medan magnet yang sangat kuat yang dapat membanjiri magnetosfer planet mana pun yang mengorbitnya. Sebuah makalah 2013 meneliti efek bahwa medan magnet yang kuat ini dapat memiliki pada planet yang berpotensi dihuni. Studi itu mengatakan, “Untuk dapat mempertahankan magnetosfer seukuran Bumi, dengan pengecualian hanya beberapa kasus, planet terestrial akan (1) perlu mengorbit secara signifikan lebih jauh dari batas tradisional zona layak huni; atau yang lain, (2) jika itu mengorbit di dalam zona layak huni, itu akan membutuhkan setidaknya medan magnet mulai dari beberapa G <Gauss> hingga beberapa ribu G. " Ini dibandingkan dengan magnetosfer Bumi yang merupakan satu Gauss.
Medan magnet M-dwarf yang kuat dikombinasikan dengan pembakarannya membuat mereka hampir pasti beracun bagi kehidupan. Dan meskipun medan magnet yang menyala dan kuat ini dapat mengendap dalam kehidupan seorang kurcaci M, pada saat itu planet-planet di zona layak huni akan sudah kehilangan atmosfernya.
“Kami tidak begitu optimis lagi tentang peluang menemukan kehidupan yang lebih maju di sekitar banyak bintang M,” kata Guinan.
K-dwarf berbeda.
K-kurcaci tidak mengalami output energi flaring dan kacau yang sama dengan yang dilakukan oleh M-kurcaci. Mereka juga tidak memiliki medan magnet intens yang sama, yang bertanggung jawab atas sebagian besar sifat kerabat M-kurcaci. Menurut penelitian Guinan, kurcaci K-memancarkan hanya sekitar 1/100 sebanyak x-ray mematikan seperti beberapa M-kurcaci.
Proyek Goldiloks mengukur usia, laju rotasi, dan hasil x-ray serta inframerah jauh dari sampel bintang G dan K yang keren. Mereka menggunakan Chandra X-ray Observatory dan satelit XMM-Newton dalam proyek, tetapi mereka sangat bergantung pada Hubble Space Telescope. Hubble sangat sensitif terhadap radiasi ultraviolet yang berasal dari hidrogen, dan mereka menggunakan sensitivitas itu untuk menilai radiasi yang berasal dari 20 kurcaci K.
"Hubble adalah satu-satunya teleskop yang dapat melakukan pengamatan semacam ini," kata Guinan.
Guinan dan Engle menemukan bahwa tingkat radiasi di sekitar bintang-K jauh lebih tidak berbahaya daripada di sekitar bintang-kerdil M. Bintang K juga memiliki masa hidup lebih lama dan karenanya memperlambat migrasi zona layak huni. Itu membuat K-kurcaci tempat yang ideal untuk mencari kehidupan, dan bintang-bintang ini akan memberikan waktu bagi kehidupan yang sangat berkembang untuk berkembang di planet yang cocok. Selama seumur hidup Matahari - 10 miliar tahun - bintang K hanya meningkatkan kecerahannya sekitar 10-15%, memberikan evolusi biologis rentang waktu yang jauh lebih lama untuk mengembangkan bentuk kehidupan yang maju daripada di Bumi.
Kami sudah mengetahui beberapa K-kurcaci yang meng-host exoplanet, dan yang lain yang mungkin meng-host-nya, tetapi kami tidak yakin. Guinan dan Engle melihat tiga target yang sangat menarik: Epsilon Eridani, Kepler-442, dan Tau Ceti.
“Kepler-442 patut dicatat karena bintang ini (klasifikasi spektral, K5) menampung apa yang dianggap sebagai salah satu planet Goldilocks terbaik, Kepler-442b, sebuah planet berbatu yang sedikit lebih dari dua kali massa Bumi. Jadi sistem Kepler-442 adalah planet Goldilocks yang diselenggarakan oleh bintang Goldilocks! ” kata Guinan.
Guinan dan Engle telah menghabiskan 30 tahun mengamati berbagai jenis bintang. Mereka telah menentukan hubungan antara tipe bintang, rotasi, usia, x-ray dan emisi UV. Data itu adalah dasar dari pekerjaan mereka tentang bagaimana radiasi energi tinggi bintang memengaruhi atmosfer dan prospek kehidupan planet.
Lebih:
- Siaran Pers: Goldilocks Stars Adalah Tempat Terbaik untuk Mencari Kehidupan
- Makalah Penelitian 2013: Efek medan magnet kerdil M pada planet yang berpotensi dihuni
