Dalam beberapa dekad yang lalu, beribu-ribu planet ekstra suria telah ditemui di galaksi kita. Sehingga 28 Julai 2018, sejumlah 3.374 planet ekstra suria telah disahkan dalam 2.814 sistem planet. Walaupun sebahagian besar planet ini adalah raksasa gas, jumlah yang semakin meningkat di darat (iaitu berbatu) di alam semula jadi dan didapati mengorbit di zon-zon yang dapat dihuni bintang (HZ) masing-masing.
Walau bagaimanapun, seperti yang ditunjukkan oleh Sistem Suria, HZ tidak semestinya planet dapat menyokong kehidupan. Walaupun Venus dan Marikh berada di pinggir dalam dan luar HZ Matahari (masing-masing), keduanya tidak dapat menyokong kehidupan di permukaannya. Dan dengan planet yang lebih berpotensi dapat didiami sepanjang masa, satu kajian baru menunjukkan bahawa mungkin sudah waktunya untuk memperbaiki definisi kita tentang zon yang dapat dihuni.
Kajian yang bertajuk "Zon yang dapat dihuni yang lebih komprehensif untuk mencari kehidupan di planet lain", baru-baru ini muncul dalam talian. Kajian itu dilakukan oleh Dr. Ramses M. Ramirez, seorang saintis penyelidikan dengan Institut Sains Bumi-Kehidupan di Institut Teknologi Tokyo. Selama bertahun-tahun, Dr. Ramirez telah terlibat dalam kajian dunia yang berpotensi dapat didiami dan model iklim yang dibina untuk menilai proses yang menjadikan planet dapat dihuni.
Seperti yang ditunjukkan oleh Dr. Ramirez dalam kajiannya, definisi yang paling umum dari zon yang dapat dihuni adalah kawasan bulat di sekitar bintang di mana suhu permukaan pada badan yang mengorbit akan mencukupi untuk mengekalkan air dalam keadaan cair. Namun, ini saja tidak bermaksud planet dapat dihuni, dan pertimbangan tambahan perlu dipertimbangkan untuk menentukan apakah kehidupan benar-benar ada di sana. Seperti yang diberitahu oleh Dr. Ramirez kepada Space Magazine melalui e-mel:
"Penjelmaan HZ yang paling popular adalah HZ klasik. Definisi klasik ini menganggap bahawa gas rumah kaca yang paling penting di planet yang berpotensi dapat dihuni adalah karbon dioksida dan wap air. Ini juga mengandaikan bahawa kebiasaan di planet-planet tersebut ditopang oleh siklus karbonat-silikat, seperti halnya Bumi. Di planet kita, kitaran karbonat-silikat dikuasakan oleh tektonik plat.
"Kitaran karbonat-silikat mengatur pemindahan karbon dioksida antara atmosfer, permukaan, dan bahagian dalam Bumi. Ia berfungsi sebagai termostat planet dalam jangka masa yang panjang dan memastikan tidak ada terlalu banyak CO2 di atmosfer (planet menjadi terlalu panas) atau terlalu sedikit (planet menjadi terlalu sejuk). HZ klasik juga (biasanya) menganggap bahawa planet yang dapat dihuni memiliki jumlah inventori air (mis. Jumlah air di lautan dan laut) yang serupa dengan ukuran di Bumi. "
Inilah yang dapat disebut sebagai pendekatan "buah gantung rendah", di mana para saintis telah mencari tanda-tanda kebiasaan berdasarkan apa yang kita sebagai manusia paling kenal. Memandangkan satu-satunya contoh kebiasaan yang kita miliki adalah planet Bumi, kajian eksoplanet telah difokuskan untuk mencari planet yang "menyerupai Bumi" dalam komposisi (yaitu berbatu), orbit, dan ukuran.
Walau bagaimanapun, dalam beberapa tahun kebelakangan ini definisi ini telah dicabar oleh kajian yang lebih baru. Oleh kerana penyelidikan exoplanet telah menjauhkan diri dari sekadar mengesan dan mengesahkan adanya badan di sekitar bintang lain dan beralih ke pencirian, formulasi HZ yang lebih baru telah muncul yang telah berusaha menangkap kepelbagaian dunia yang berpotensi dapat dihuni.
Seperti yang dijelaskan oleh Dr. Ramirez, formulasi yang lebih baru ini telah memuji konsep tradisional HZ dengan mempertimbangkan bahawa planet yang dapat dihuni mungkin mempunyai komposisi atmosfera yang berbeza:
"Sebagai contoh, mereka mempertimbangkan pengaruh gas rumah hijau tambahan, seperti CH4 dan H2, yang keduanya dianggap penting untuk keadaan awal di Bumi dan Marikh. Penambahan gas ini menjadikan zon yang dapat dihuni lebih luas daripada yang akan diramalkan oleh definisi HZ klasik. Ini bagus, kerana planet-planet yang dianggap berada di luar HZ, seperti TRAPPIST-1h, sekarang mungkin berada di dalamnya. Telah juga diperdebatkan bahawa planet-planet dengan atmosfer CO2-CH4 padat di dekat pinggir luar HZ bintang yang lebih panas mungkin dihuni kerana sukar untuk mempertahankan atmosfera seperti itu tanpa adanya kehidupan. "
Satu kajian seperti itu dilakukan oleh Dr. Ramirez dan Lisa Kaltenegger, seorang profesor bersekutu dengan Institut Carl Sagan di Cornell University. Menurut sebuah makalah yang mereka hasilkan pada tahun 2017, yang muncul di Surat Jurnal Astrofizik,pemburu eksoplanet dapat menemui planet yang suatu hari akan dapat didiami berdasarkan kehadiran aktiviti gunung berapi - yang dapat dilihat melalui kehadiran gas hidrogen (H2) di atmosfera mereka.
Teori ini merupakan peluasan semula jadi untuk mencari keadaan "seperti Bumi", yang menganggap bahawa atmosfer Bumi tidak selalu seperti sekarang. Pada dasarnya, saintis planet berteori bahawa berbilion tahun yang lalu, atmosfera awal Bumi mempunyai bekalan gas hidrogen yang banyak (H2) disebabkan oleh gas keluar gunung berapi dan interaksi antara molekul hidrogen dan nitrogen di atmosfera inilah yang menjadikan Bumi cukup panas sehingga hidup dapat berkembang.
Dalam kes Bumi, hidrogen ini akhirnya melarikan diri ke angkasa, yang dipercayai berlaku untuk semua planet terestrial. Namun, di planet di mana terdapat tingkat aktivitas gunung berapi yang cukup, kehadiran gas hidrogen di atmosfer dapat dipertahankan, sehingga memungkinkan kesan rumah kaca yang akan membuat permukaan mereka tetap hangat. Dalam hal ini, kehadiran gas hidrogen di atmosfer planet dapat memperpanjang HZ bintang.
Menurut Ramirez, ada juga faktor waktu, yang biasanya tidak diambil kira ketika menilai HZ. Pendek kata, bintang berkembang dari masa ke masa dan mengeluarkan pelbagai tahap radiasi berdasarkan usia mereka. Ini mempunyai kesan mengubah tempat HZ mencapai bintang, yang mungkin tidak merangkumi planet yang sedang dikaji. Seperti yang dijelaskan oleh Ramirez:
"[Saya] telah ditunjukkan bahawa M-kerdil (bintang yang sangat keren) sangat terang dan panas ketika pertama kali membentuk sehingga mereka dapat mengeringkan planet-planet muda yang kemudiannya ditentukan untuk berada di HZ klasik. Ini menggarisbawahi titik bahawa hanya kerana sebuah planet saat ini berada di zon yang dapat dihuni, itu tidak bermaksud ia sebenarnya dapat dihuni (apalagi dihuni). Kita seharusnya dapat memerhatikan kes-kes ini.
Akhirnya, terdapat persoalan seperti apa yang diperhatikan oleh para astronom sistem bintang dalam perburuan eksoplanet. Walaupun banyak tinjauan telah meneliti bintang kerdil kuning jenis-G (yang adalah Matahari kita), banyak kajian telah difokuskan pada bintang-jenis tipe M (kerdil merah) akhir-akhir ini kerana umur panjangnya dan fakta bahawa mereka dipercayai paling banyak kemungkinan tempat untuk mencari planet berbatu yang mengorbit di HZ bintang mereka.
"Walaupun kebanyakan kajian terdahulu telah memfokuskan pada sistem bintang tunggal, karya terbaru menunjukkan bahawa planet yang dapat dihuni dapat dijumpai dalam sistem bintang binari atau bahkan sistem kerdil merah atau kerdil putih, planet yang berpotensi dapat dihuni juga dapat mengambil bentuk dunia gurun atau bahkan dunia lautan yang jauh lebih basah daripada Bumi, ”kata Ramirez. "Rumusan seperti itu tidak hanya memperluas ruang parameter planet yang berpotensi untuk dihuni, tetapi juga memungkinkan kita menyaring dunia yang paling mungkin (dan paling tidak) menjadi tuan rumah."
Pada akhirnya, kajian ini menunjukkan bahawa HZ klasik bukan satu-satunya alat yang dapat digunakan untuk menilai kemungkinan kehidupan di luar bumi. Oleh itu, Ramirez mengesyorkan bahawa pada masa akan datang, ahli astronomi dan pemburu eksoplanet harus melengkapkan HZ klasik dengan pertimbangan tambahan yang dibangkitkan oleh rumusan baru ini. Dengan melakukannya, mereka mungkin dapat memaksimumkan peluang mereka untuk mencari kehidupan suatu hari nanti.
"Saya mengesyorkan agar para saintis memberikan perhatian khusus pada tahap awal sistem planet kerana ini membantu menentukan kemungkinan bahawa planet yang kini berada di zon yang dapat dihuni sekarang benar-benar layak untuk dikaji lebih lanjut untuk lebih banyak bukti kehidupan," katanya. “Saya juga mengesyorkan agar pelbagai definisi HZ digunakan bersama-sama sehingga kita dapat menentukan planet mana yang paling mungkin menjadi tuan rumah. Dengan cara itu kita dapat menentukan peringkat planet ini dan menentukan planet mana yang akan menghabiskan sebahagian besar masa dan tenaga teleskop kita. Sepanjang perjalanan kami juga akan menguji seberapa valid konsep HZ, termasuk menentukan seberapa universal kitaran karbonat-silikat pada skala kosmik. "
