Cahaya ultraviolet adalah apa yang anda sebut sebagai jenis radiasi yang kontroversial. Di satu pihak, pendedahan berlebihan boleh menyebabkan terbakar sinar matahari, peningkatan risiko barah kulit, dan kerosakan pada penglihatan dan sistem imun seseorang. Sebaliknya, ia juga mempunyai beberapa manfaat kesihatan yang luar biasa, termasuk meningkatkan tekanan dan merangsang penghasilan vitamin D, seratonin, dan melanin secara semula jadi.
Dan menurut kajian baru dari pasukan dari Universiti Harvard dan Pusat Astrofizik Harvard-Smithsonian (CfA), sinaran ultraviolet bahkan mungkin memainkan peranan penting dalam kemunculan kehidupan di Bumi. Oleh itu, menentukan berapa banyak sinaran UV yang dihasilkan oleh jenis bintang lain boleh menjadi salah satu kunci untuk mencari bukti kehidupan planet yang mengorbitnya.
Kajian yang berjudul "The Surface UV Environment on Planets Orbiting M Dwarfs: Implications for Prebiotic Chemistry and the Need for Experimental Follow-up", baru-baru ini muncul di Jurnal Astrofizik. Diketuai oleh Sukrit Ranjan, seorang penyelidik pasca doktoral yang berkunjung di CfA, pasukan ini memfokuskan pada bintang jenis M (kerdil merah) untuk menentukan sama ada kelas bintang ini menghasilkan sinaran UV yang mencukupi untuk memulakan proses biologi yang diperlukan agar kehidupan muncul.
Kajian terbaru menunjukkan bahawa sinaran UV mungkin diperlukan untuk pembentukan asid ribonukleik (RNA), yang diperlukan untuk semua bentuk kehidupan seperti yang kita ketahui. Dan memandangkan kadar di mana planet berbatu telah dijumpai di sekitar bintang kerdil merah akhir-akhir ini (contohnya termasuk Proxima b, LHS 1140b, dan tujuh planet sistem TRAPPIST-1), berapa banyak yang dikeluarkan oleh kerdil merah radiasi UV menentukan kebiasaan eksoplanet.
Seperti yang dijelaskan oleh Dr. Ranjan dalam siaran akhbar CfA:
"Ini seperti memiliki tumpukan kayu dan menyalakan dan ingin menyalakan api, tetapi tidak memiliki pertandingan. Penyelidikan kami menunjukkan bahawa jumlah sinar UV yang tepat mungkin merupakan salah satu perlawanan yang dapat menghidupkan seperti yang kita tahu untuk menyala. "
Demi kajian mereka, pasukan membuat model pemindahan radiasi bintang kerdil merah. Mereka kemudian berusaha untuk menentukan apakah persekitaran UV pada planet analog Bumi-prebiotik yang mengorbitnya cukup untuk merangsang proses photoprocesses yang akan menyebabkan pembentukan RNA. Dari ini, mereka mengira bahawa planet yang mengorbit bintang M-kerdil akan memiliki akses kepada 100-1000 kali lebih sedikit sinaran UV bioaktif daripada Bumi muda.
Akibatnya, kimia yang bergantung pada cahaya UV untuk mengubah unsur kimia dan keadaan prebiotik menjadi organisma biologi kemungkinan akan ditutup. Sebagai alternatif, pasukan menganggarkan bahawa walaupun kimia ini dapat berjalan di bawah tahap sinaran UV yang berkurang, ia akan beroperasi pada kadar yang jauh lebih perlahan daripada yang berlaku di Bumi berbilion tahun yang lalu.
Seperti yang dijelaskan oleh Robin Wordsworth - penolong profesor di Harvard School of Engineering and Science Applied dan pengarang bersama kajian itu, ini tidak semestinya berita buruk sejauh persoalan kebiasaan. "Ini mungkin masalah mencari tempat manis," katanya. "Perlu sinar ultraviolet yang cukup untuk memicu pembentukan kehidupan, tetapi tidak begitu banyak sehingga menghakis dan menghilangkan atmosfer planet."
Kajian terdahulu menunjukkan bahawa bahkan kerdil merah yang tenang mengalami suar dramatik yang secara berkala mengebom planet mereka dengan tenaga UV yang meletup. Walaupun ini dianggap sebagai sesuatu yang berbahaya, yang dapat melucutkan planet-planet yang mengorbit atmosfer mereka dan menyinari kehidupan, ada kemungkinan suar tersebut dapat mengimbangi tahap UV yang lebih rendah yang dihasilkan oleh bintang secara stabil.
Berita ini juga muncul di sebuah kajian yang menunjukkan bagaimana planet luar sistem TRAPPIST-1 (termasuk tiga yang berada di dalam zon yang dapat dihuni) mungkin masih mempunyai banyak permukaan air. Di sini juga, kuncinya adalah sinaran UV, di mana pasukan yang bertanggungjawab untuk kajian ini memantau planet TRAPPIST-1 untuk tanda-tanda kehilangan hidrogen dari atmosfer mereka (tanda fotodisosiasi).
Penyelidikan ini juga mengingatkan sebuah kajian baru-baru ini yang diketuai oleh Profesor Avi Loeb, Ketua jabatan astronomi di Universiti Harvard, Pengarah Institut Teori dan Pengiraan, dan juga anggota CfA. Dengan judul, "Kemungkinan Relatif untuk Hidup sebagai Fungsi Waktu Kosmik", Loeb dan pasukannya menyimpulkan bahawa bintang kerdil merah adalah yang paling mungkin menghidupkan kerana massa yang rendah dan umur panjang yang melampau.
Berbanding dengan bintang berjisim lebih tinggi yang mempunyai jangka hayat yang lebih pendek, bintang kerdil merah cenderung kekal dalam urutan utamanya selama enam hingga dua belas trilion tahun. Oleh itu, bintang kerdil merah pasti akan cukup lama untuk menampung kadar evolusi organik yang sangat perlahan. Sehubungan dengan itu, kajian terbaru ini mungkin dianggap sebagai penyelesaian yang mungkin untuk Fermi Paradox - Di mana semua makhluk asing? Mereka masih berkembang!
Tetapi seperti Dimitar Sasselov - Profesor Astronomi Phillips di Harvard, Pengarah Origins of Life Initiative dan pengarang bersama di atas kertas - menunjukkan, masih banyak soalan yang belum dijawab:
“Kami masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan di makmal dan di tempat lain untuk menentukan bagaimana faktor, termasuk UV, memainkan persoalan kehidupan. Kita juga perlu menentukan sama ada kehidupan dapat terbentuk pada tahap UV yang jauh lebih rendah daripada yang kita alami di Bumi. "
Seperti biasa, saintis terpaksa bekerja dengan kerangka rujukan yang terbatas ketika menilai kebiasaan planet lain. Untuk pengetahuan kita, kehidupan hanya wujud di planet (iaitu Bumi), yang secara semula jadi mempengaruhi pemahaman kita tentang di mana dan di bawah keadaan apa kehidupan dapat berkembang maju. Walaupun terdapat penyelidikan yang berterusan, persoalan bagaimana kehidupan muncul di Bumi masih menjadi misteri.
Sekiranya kehidupan dapat dijumpai di planet yang mengorbit kerdil merah, atau dalam lingkungan yang melampau yang kita anggap tidak dapat didiami, itu menunjukkan bahawa kehidupan dapat muncul dan berkembang dalam keadaan yang sangat berbeza dari Bumi. Pada tahun-tahun mendatang, misi generasi berikutnya seperti Teleskop Angkasa James Webb adalah Teleskop Giant Magellan yang diharapkan dapat mendedahkan lebih banyak mengenai bintang-bintang jauh dan sistem planet mereka.
Hasil penyelidikan ini kemungkinan merangkumi pandangan baru mengenai di mana kehidupan boleh muncul dan keadaan di mana ia dapat berkembang maju.
