Pencarian kehidupan luar bumi di luar Sistem Suria kita pada masa ini tertumpu pada planet ekstrasur dalam 'zon yang dapat dihuni' sistem eksoplanetari di sekitar bintang yang serupa dengan Matahari. Mencari planet mirip Bumi di sekitar bintang lain adalah tujuan utama Misi Kepler NASA.
Zon yang dapat didiami (HZ) di sekitar bintang didefinisikan sebagai jarak jarak di mana air cair dapat ada di permukaan planet terestrial, mengingat suasana yang cukup padat. Planet terestrial pada umumnya didefinisikan sebagai berbatu dan serupa dengan Bumi dalam ukuran dan jisim. Gambaran zon yang dapat dihuni di sekitar bintang dengan diameter yang berbeza dan kecerahan serta suhu ditunjukkan di sini. Kawasan merah terlalu panas, kawasan biru terlalu sejuk, tetapi kawasan hijau tepat untuk air cair. Kerana dapat dijelaskan dengan cara ini, HZ juga disebut sebagai "Zon Goldilocks".
Pada kebiasaannya, kita menganggap planet di sekitar bintang lain sama dengan sistem suria kita, di mana pelindung planet mengorbit satu bintang. Walaupun secara teorinya mungkin, para saintis membahaskan sama ada planet akan dijumpai di sekitar pasangan bintang atau sistem berbilang bintang. Kemudian, pada bulan September 2011, para penyelidik di misi Kepler NASA mengumumkan penemuan Kepler-16b, sebuah planet berukuran Saturnus yang sejuk, gas, yang mengorbit sepasang bintang, seperti Tatooine fiksyen Star Wars.
Minggu ini saya berpeluang menemu ramah salah satu senjata muda yang sedang belajar di luar planet, Billy Quarles. Isnin, Billy dan rakan penulisnya, profesor Zdzislaw Musielak dan profesor bersekutu Manfred Cuntz, menyampaikan penemuan mereka mengenai kemungkinan planet seperti Bumi di dalam zon yang dapat dihuni Kepler 16 dan sistem bintang lain, pada pertemuan AAS di Austin, Texas .
"Untuk menentukan zon yang dapat dihuni, kami mengira jumlah fluks yang terjadi pada objek pada jarak tertentu," jelas Billy. "Kami juga memperhitungkan bahawa planet yang berbeza dengan atmosfera yang berbeza akan mengekalkan haba secara berbeza. Planet dengan kesan rumah hijau yang sangat lemah dapat menghampiri bintang. Untuk planet dengan kesan rumah hijau yang jauh lebih kuat, zon yang dapat dihuni akan berada lebih jauh. "
"Dalam kajian khusus kami, kita mempunyai planet yang mengorbit dua bintang. Salah satu bintangnya jauh lebih terang daripada yang lain. Jauh lebih cerah, sehingga kita mengabaikan aliran yang datang dari bintang pendamping yang lebih kecil. Oleh itu, definisi kita mengenai zon yang dapat dihuni dalam kes ini adalah anggaran yang konservatif. "
Quarles dan rakan-rakannya melakukan kajian berangka yang luas mengenai kestabilan jangka panjang orbit planet dalam Kepler 16 HZ. "Kestabilan orbit planet bergantung pada jarak dari bintang binari," kata Quarles. "Semakin jauh semakin stabil mereka, kerana terdapat sedikit gangguan dari bintang sekunder."
Untuk sistem Kepler 16, orbit planet di sekitar bintang utama hanya stabil hingga 0,0675 AU (unit astronomi). "Itu ada di dalam batasan kebiasaan dalaman, di mana kesan rumah hijau yang melarikan diri mengambil alih," jelas Billy. Ini semua kecuali kemungkinan planet yang dapat dihuni di orbit dekat di sekitar bintang utama pasangan ini. Apa yang mereka dapati ialah bahawa orbit di Zon Goldilocks lebih jauh, di sekitar sepasang bintang berjisim rendah Kepler 16, stabil pada skala waktu sejuta tahun atau lebih, memberikan kemungkinan bahawa kehidupan dapat berkembang di planet di HZ itu.
Orbit bulat kasar Kepler 16b, kira-kira 65 juta batu dari bintang, berada di pinggir luar zon yang boleh dihuni ini. Sebagai gergasi gas, 16b bukanlah planet terestrial yang dapat dihuni. Walau bagaimanapun, bulan seperti Bumi, a Bulan Goldilocks, di orbit mengelilingi planet ini dapat mempertahankan kehidupan jika cukup besar untuk mempertahankan suasana seperti Bumi. "Kami memutuskan bahawa eksomon yang dapat dihuni mungkin terjadi di orbit sekitar Kepler-16b," kata Quarles.
Saya bertanya kepada Quarles bagaimana evolusi bintang mempengaruhi Zon Goldilocks ini. Dia mengatakan kepada saya, "Ada beberapa hal yang harus dipertimbangkan sepanjang hayat sistem. Salah satunya adalah bagaimana bintang itu berkembang dari masa ke masa. Dalam kebanyakan kes, zon yang dapat dihuni bermula dari dekat dan kemudian perlahan-lahan melayang keluar. "
Semasa hayat urutan utama bintang, pembakaran hidrogen nuklear membina helium di terasnya, menyebabkan peningkatan tekanan dan suhu. Ini berlaku dengan lebih pantas pada bintang yang lebih besar dan rendahnya logam. Perubahan ini mempengaruhi kawasan luar bintang, yang mengakibatkan peningkatan cahaya dan suhu yang stabil. Bintang menjadi lebih bercahaya, menyebabkan HZ bergerak ke luar. Pergerakan ini dapat mengakibatkan sebuah planet di HZ pada awal urutan utama bintang seumur hidup, menjadi terlalu panas, dan akhirnya, tidak dapat dihuni. Begitu juga, planet yang tidak ramah yang awalnya berada di luar HZ, boleh mencair dan memungkinkan kehidupan bermula.
"Untuk kajian kami, kami mengabaikan bahagian evolusi yang luar biasa," kata pengarang utama, Quarles. "Kami menjalankan model kami selama sejuta tahun untuk melihat di mana zon yang dapat dihuni untuk bahagian kitaran hidup bintang itu."
Berada pada jarak yang tepat dari bintangnya hanyalah salah satu syarat yang diperlukan agar planet dapat dihuni. Keadaan yang dapat dihuni di planet ini memerlukan pelbagai keadaan geofizik dan geokimia. Banyak faktor dapat mencegah, atau menghalang, kebiasaan. Sebagai contoh, planet ini mungkin kekurangan air, graviti mungkin terlalu lemah untuk mengekalkan suasana yang padat, kadar hentaman besar mungkin terlalu tinggi, atau bahan minimum yang diperlukan untuk hidup (masih belum diperdebatkan) mungkin tidak ada.
Satu perkara yang jelas. Walaupun dengan semua keperluan hidup seperti yang kita ketahui, nampaknya terdapat banyak planet di sekitar bintang lain, dan kemungkinan besar, Bulan Goldilocks di sekitar planet, mengorbit di zon bintang yang dapat dihuni di galaksi kita, yang mengesan tanda hidup di atmosfer planet atau bulan di sekitar Matahari lain sepertinya hanya tinggal waktu sekarang.
