Para ilmuwan telah mengidentifikasi kondisi kedua untuk zona goldilocks. Pencarian planet di zona layak huni

Lihatlah bintang-bintang yang tersebar di langit malam yang hitam - semuanya berisi dunia menakjubkan seperti tata surya kita. Menurut perkiraan paling konservatif, galaksi Bima Sakti berisi lebih dari seratus miliar planet, beberapa di antaranya mungkin mirip dengan Bumi.

Informasi baru tentang planet “alien” - planet ekstrasurya- membuka teleskop luar angkasa Kepler, menjelajahi rasi bintang untuk mengantisipasi momen ketika sebuah planet jauh muncul di depan bintangnya.

Observatorium orbital diluncurkan pada Mei 2009 khusus untuk mencari exoplanet, namun empat tahun kemudian gagal. Setelah banyak upaya untuk mengembalikan teleskop beroperasi, NASA terpaksa menonaktifkan observatorium tersebut dari “armada luar angkasa” pada Agustus 2013. Namun, selama bertahun-tahun pengamatan, Kepler telah menerima begitu banyak data unik sehingga diperlukan beberapa tahun lagi untuk mempelajarinya. NASA sudah bersiap untuk meluncurkan penerus Kepler, teleskop TESS, pada tahun 2017.

Bumi Super di Sabuk Goldilocks

Saat ini, para astronom telah mengidentifikasi hampir 600 dunia baru dari 3.500 kandidat yang diberi gelar “planet ekstrasurya”. Dipercaya bahwa di antara benda-benda langit ini, setidaknya 90% mungkin adalah “planet sejati”, dan sisanya adalah bintang ganda, “katai coklat” yang belum tumbuh menjadi ukuran bintang, dan gugusan asteroid besar.

Sebagian besar kandidat planet baru adalah raksasa gas seperti Jupiter atau Saturnus, serta super-Earth—planet berbatu yang beberapa kali lebih besar dari planet kita.

Secara alami, tidak semua planet berada dalam jangkauan pandang Kepler dan teleskop lainnya. Jumlah mereka diperkirakan hanya 1-10%.

Untuk memastikan dapat mengidentifikasi sebuah planet ekstrasurya, planet tersebut harus direkam berulang kali pada piringan bintangnya. Jelas bahwa paling sering letaknya dekat dengan matahari, karena tahunnya hanya akan berlangsung beberapa hari atau minggu di Bumi, sehingga para astronom akan dapat mengulangi pengamatannya berkali-kali.

Planet-planet seperti itu, yang berbentuk bola gas panas, sering kali berubah menjadi “Jupiter panas”, dan satu dari enam planet tersebut seperti Bumi super menyala yang ditutupi lautan lava.

Tentu saja, dalam kondisi seperti itu, kehidupan protein seperti kita tidak akan ada, namun di antara ratusan organisme yang tidak ramah ada pengecualian yang menyenangkan. Sejauh ini, lebih dari seratus planet kebumian telah diidentifikasi, terletak di zona layak huni, atau sabuk goldilock.

Karakter dongeng ini berpedoman pada prinsip “tidak lebih, tidak kurang”. Demikian pula, planet langka yang termasuk dalam “zona kehidupan” harus memiliki suhu dalam batas keberadaan air cair. Apalagi 24 planet dari jumlah tersebut memiliki radius kurang dari dua jari-jari Bumi.

Namun, sejauh ini hanya satu dari planet-planet tersebut yang memiliki ciri-ciri utama kembaran Bumi: ia berada di zona Goldilocks, mendekati ukuran Bumi, dan merupakan bagian dari sistem katai kuning yang mirip dengan Matahari.

Di dunia katai merah

Namun, para ahli astrobiologi, yang terus mencari kehidupan di luar bumi, tidak berkecil hati. Sebagian besar bintang di galaksi kita berukuran kecil, dingin, dan katai merah redup. Menurut data modern, katai merah, yang ukurannya sekitar setengah dan lebih dingin dari Matahari, membentuk setidaknya tiga perempat dari “populasi bintang” di Bima Sakti.

Sistem miniatur yang mengorbit sepupu surya ini seukuran orbit Merkurius, dan mereka juga memiliki sabuk Goldilocks sendiri.

Ahli astrofisika di Universitas California di Berkeley bahkan menyusun program komputer khusus, TERRA, yang dengannya mereka mengidentifikasi selusin kembaran terestrial. Semuanya dekat dengan zona kehidupannya di sekitar tokoh-tokoh merah kecil. Semua ini sangat meningkatkan kemungkinan kehadiran pusat kehidupan di luar bumi di galaksi kita.

Sebelumnya, diyakini bahwa katai merah, di sekitar tempat ditemukannya planet mirip Bumi, adalah bintang yang sangat sunyi, dan semburan api yang disertai emisi plasma jarang terjadi di permukaannya.

Ternyata, tokoh-tokoh tersebut bahkan lebih aktif daripada Matahari.

Bencana alam dahsyat terus-menerus terjadi di permukaannya, menghasilkan hembusan angin topan “angin bintang” yang bahkan mampu mengatasi perisai magnet bumi yang kuat.

Namun, banyak kembaran Bumi yang harus membayar mahal karena berada dekat dengan bintangnya. Aliran radiasi dari semburan api yang sering terjadi di permukaan katai merah benar-benar dapat “menjilat” sebagian atmosfer planet, sehingga membuat dunia ini tidak dapat dihuni. Pada saat yang sama, bahaya lontaran koronal diperparah oleh fakta bahwa atmosfer yang melemah tidak akan memberikan perlindungan yang baik terhadap permukaan dari partikel bermuatan radiasi ultraviolet keras dan sinar-X dari “angin bintang”.

Selain itu, terdapat bahaya penekanan magnetosfer planet yang berpotensi layak huni karena kuatnya medan magnet katai merah.

Perisai magnet rusak

Para astronom telah lama menduga bahwa banyak katai merah memiliki medan magnet kuat yang dapat dengan mudah menembus perisai magnet yang mengelilingi planet yang berpotensi layak huni. Untuk membuktikan hal ini, sebuah dunia virtual dibangun di mana planet kita berputar mengelilingi bintang serupa dalam orbit yang sangat dekat di “zona kehidupan”.

Ternyata seringkali medan magnet katai tidak hanya merusak magnetosfer bumi secara signifikan, tetapi bahkan mendorongnya ke bawah permukaan planet. Dalam skenario ini, hanya dalam beberapa juta tahun kita tidak akan mempunyai udara atau air lagi, dan seluruh permukaan akan hangus oleh radiasi kosmik.

Dua kesimpulan menarik muncul dari sini. Pencarian kehidupan di sistem katai merah mungkin sia-sia, dan ini adalah penjelasan lain atas “keheningan luar biasa di kosmos”.

Namun, mungkin kita tidak dapat mendeteksi kecerdasan luar angkasa karena planet kita lahir terlalu dini...

Siapa yang bisa hidup di planet ekstrasurya yang jauh? Mungkinkah ada makhluk seperti itu?

Nasib menyedihkan anak sulung

Menganalisis data yang diperoleh dengan menggunakan teleskop Kepler dan Hubble, para astronom menemukan bahwa proses pembentukan bintang di Bima Sakti telah melambat secara signifikan. Hal ini disebabkan semakin berkurangnya bahan bangunan berupa debu dan awan gas.

Meski demikian, masih banyak sisa materi di galaksi kita untuk kelahiran bintang dan sistem planet. Selain itu, dalam beberapa miliar tahun, pulau bintang kita akan bertabrakan dengan galaksi raksasa Nebula Andromeda, yang akan menyebabkan lonjakan besar dalam pembentukan bintang.

Dengan latar belakang evolusi galaksi di masa depan, berita sensasional baru-baru ini diumumkan bahwa empat miliar tahun yang lalu, pada saat munculnya Tata Surya, hanya ada sepersepuluh planet yang berpotensi layak huni.

Mengingat dibutuhkan waktu beberapa ratus juta tahun bagi kelahiran mikroorganisme paling sederhana di planet kita, dan beberapa miliar tahun lagi untuk terbentuknya bentuk kehidupan yang sudah berkembang, ada kemungkinan besar bahwa alien cerdas hanya akan muncul setelah kepunahan Matahari.

Mungkin di sinilah letak jawaban atas paradoks Fermi yang menarik, yang pernah dirumuskan oleh seorang fisikawan terkemuka: di manakah alien-alien ini? Atau apakah masuk akal untuk mencari jawabannya di planet kita?

Ekstremofil di Bumi dan di luar angkasa

Semakin kita yakin akan keunikan tempat kita di Alam Semesta, semakin sering muncul pertanyaan: dapatkah kehidupan ada dan berkembang di dunia yang sama sekali berbeda dari dunia kita?

Jawaban atas pertanyaan ini diberikan oleh keberadaan organisme menakjubkan di planet kita - ekstremofil. Mereka mendapatkan namanya karena kemampuannya bertahan hidup dalam suhu ekstrem, lingkungan beracun, dan bahkan ruang tanpa udara. Ahli biologi kelautan telah menemukan makhluk serupa di geyser bawah tanah – “perokok laut”.

Di sana mereka berkembang biak di bawah tekanan yang sangat besar dan tanpa adanya oksigen di tepi lubang vulkanik yang panas. “Rekan” mereka ditemukan di danau pegunungan yang asin, gurun panas, dan perairan subglasial Antartika. Bahkan ada mikroorganisme “tardigrade” yang bertahan hidup di ruang hampa udara. Ternyata bahkan dalam lingkungan radiasi dekat katai merah, beberapa “mikroba ekstrim” dapat muncul.

Danau asam terletak di Yellowstone. Plak merah - bakteri acidophilus

Tardigrade mampu hidup di ruang hampa

Biologi evolusi akademis percaya bahwa kehidupan di Bumi muncul dari reaksi kimia di “perairan dangkal yang hangat” yang diresapi oleh radiasi ultraviolet dan ozon dari “badai petir” yang mengamuk. Di sisi lain, para ahli astrobiologi mengetahui bahwa “bahan penyusun” kimiawi kehidupan juga ditemukan di dunia lain. Misalnya, mereka terlihat di nebula gas dan debu serta sistem satelit raksasa gas kita. Ini, tentu saja, masih jauh dari “kehidupan yang utuh”, tetapi merupakan langkah pertama menuju hal itu.

Teori “standar” tentang asal usul kehidupan di Bumi baru-baru ini mendapat pukulan telak dari... ahli geologi. Ternyata organisme pertama jauh lebih tua dari perkiraan sebelumnya, dan terbentuk di lingkungan yang sama sekali tidak menguntungkan yaitu atmosfer metana dan magma mendidih yang mengalir dari ribuan gunung berapi.

Hal ini membuat banyak ahli biologi memikirkan hipotesis lama tentang panspermia. Menurutnya, mikroorganisme pertama berasal dari tempat lain, misalnya Mars, dan datang ke Bumi dalam inti meteorit. Mungkin bakteri purba harus menempuh jarak yang lebih jauh dalam inti komet yang datang dari sistem bintang lain.

Namun jika memang demikian, maka jalur “evolusi kosmis” dapat membawa kita pada “saudara asal” yang mengambil “benih kehidupan” dari sumber yang sama dengan kita…

Prakiraan cuaca untuk sebagian besar exoplanet mengecewakan. Terik matahari, banjir tahunan, dan salju tebal membuat kehidupan penduduk setempat jauh lebih sulit.

Para ilmuwan tertarik pada kelayakhunian planet lain karena sejumlah alasan, baik politik, finansial, kemanusiaan, dan ilmiah. Mereka ingin memahami bagaimana iklim kita berubah.

Bagaimana kita akan hidup dalam iklim masa depan dan apa yang bisa kita lakukan untuk menghentikan peningkatan efek rumah kaca. Lagi pula, hanya sebentar lagi bumi surgawi akan hilang tanpa harapan.

Kecil kemungkinannya kita akan serius memikirkan pencarian sumber energi ramah lingkungan atau membujuk politisi untuk mengangkat masalah iklim dengan mengorbankan keuntungan finansial. Pertanyaan yang lebih menarik adalah: kapan kita akan melihat alien?

Zona layak huni, juga dikenal sebagai “zona Goldilocks,” adalah wilayah di sekitar bintang yang suhu rata-rata planetnya memungkinkan keberadaan air cair yang biasa kita jumpai. Kita berburu air cair tidak hanya untuk digunakan di masa depan, tapi juga untuk menemukan petunjuk: mungkin ada kehidupan lain di luar sana.

Permasalahan di luar zona ini cukup jelas terlihat. Jika terlalu panas, lingkungan akan menjadi pemandian uap yang tak tertahankan, atau air akan mulai terurai menjadi oksigen dan hidrogen.

Oksigen kemudian akan bergabung dengan karbon untuk membentuk karbon dioksida, dan hidrogen akan lepas ke luar angkasa. Hal ini terjadi pada Venus.

Jika planet terlalu dingin, air akan membentuk benda padat. Mungkin ada kantong-kantong air cair di bawah kerak es, tapi secara keseluruhan ini bukan tempat yang menyenangkan untuk ditinggali.

Kami menemukannya di Mars dan satelit Jupiter dan Saturnus. Dan jika zona yang berpotensi layak huni dapat didefinisikan secara kasar, maka itu adalah tempat di mana air dalam bentuk cair bisa ada.

Sayangnya, persamaan ini tidak hanya melibatkan jarak ke bintang dan jumlah energi yang dihasilkan. Atmosfer planet ini memainkan peran penting.

Anda akan terkejut, tetapi Venus dan Mars berada di zona tata surya yang berpotensi layak huni. Atmosfer Venus begitu tebal sehingga memerangkap energi matahari dan menciptakan tungku yang ramah terhadap kehidupan yang akan melelehkan tanda-tanda kehidupan lebih cepat daripada yang bisa Anda ucapkan "dua cangkir teh untuk pria ini". Di Mars, semuanya bertolak belakang.

Atmosfer yang tipis tidak dapat menahan panas sama sekali, sehingga planet ini sangat dingin. Perbaiki atmosfer kedua planet dan Anda akan mendapatkan dunia yang dapat dengan mudah menampung kehidupan.

Mungkin kita bisa menyatukannya dan mencampurkan suasananya? Perlu berpikir. Saat kita melihat dunia lain di Bima Sakti dan mencoba memahami apakah ada kehidupan di sana, tidak cukup hanya memperkirakan lokasinya di zona Goldilocks.

Kita perlu mengetahui bentuk atmosfer. Para astronom telah menemukan planet-planet yang terletak di zona layak huni di sekitar bintang lain, namun planet-planet ini tampaknya tidak memiliki posisi yang baik untuk kehidupan.

Mereka mengorbit bintang katai merah. Pada prinsipnya hidup dalam kondisi pantulan kemerahan tidaklah terlalu buruk, namun ada satu masalah.

Katai merah cenderung berperilaku sangat buruk saat masih muda. Mereka menghasilkan suar yang kuat dan lontaran massa koronal.

Ini membersihkan permukaan planet mana pun yang terlalu dekat. Benar, masih ada harapan.

Setelah aktivitas tinggi selama beberapa juta tahun, bintang katai merah ini menetap dan mulai menyedot cadangan hidrogennya dengan potensi triliunan tahun. Jika kehidupan bisa bertahan cukup lama pada tahap awal keberadaan sebuah bintang, maka ia bisa mengharapkan kehidupan yang panjang dan bahagia. Saat Anda memikirkan rumah baru di antara bintang-bintang atau mencoba menemukan kehidupan baru di alam semesta, carilah planet yang berpotensi layak huni.

Zona layak huni (zona Goldilocks)

Dahulu kala ada tata surya, dan kemudian suatu hari – dahulu kala, sekitar empat miliar tahun yang lalu – ia menyadari bahwa ia hampir terbentuk. Venus muncul sangat dekat dengan Matahari - dan letaknya sangat dekat dengan Matahari sehingga energi sinar matahari menguapkan seluruh persediaan airnya. Tapi Mars jauh dari Matahari - dan semua airnya membeku. Dan hanya satu planet - Bumi - yang ternyata berada pada jarak yang sedemikian jauh dari Matahari - “tepat” - sehingga air di atasnya tetap cair, dan oleh karena itu kehidupan dapat muncul di permukaan Bumi. Sabuk mengelilingi Matahari ini dikenal sebagai zona layak huni. Kisah tiga beruang diceritakan kepada anak-anak di banyak negara, dan di Inggris pahlawannya disebut Goldilocks. Dia juga menyukai segalanya yang “tepat”. Di rumah ketiga beruang, satu mangkuk bubur terasa terlalu panas. Yang lainnya terlalu dingin. Dan hanya yang ketiga yang “tepat” untuk Goldilocks. Dan di rumah ketiga beruang itu terdapat tiga tempat tidur, dan yang satu terlalu keras, yang lain terlalu empuk, dan yang ketiga “tepat”, dan Goldilocks tertidur di dalamnya. Ketika ketiga beruang itu kembali ke rumah, mereka tidak hanya menemukan bahwa bubur dari mangkuk ketiga telah hilang, tetapi juga Goldilocks, yang sedang tidur nyenyak di tempat tidur beruang kecil itu. Saya tidak ingat bagaimana semuanya berakhir, tetapi jika saya adalah tiga beruang – predator omnivora di puncak rantai makanan – saya akan memakan Goldilocks.

Goldilocks mungkin tertarik pada kelayakhunian relatif Venus, Bumi, dan Mars, namun kenyataannya plot planet-planet ini jauh lebih kompleks daripada tiga mangkuk bubur. Empat miliar tahun yang lalu, permukaan planet masih dibombardir oleh komet yang kaya air dan asteroid yang kaya mineral, meskipun frekuensinya lebih jarang dibandingkan sebelumnya. Selama permainan biliar kosmik ini, beberapa planet bermigrasi dari tempat asalnya lebih dekat ke Matahari, dan beberapa terlempar ke orbit dengan diameter lebih besar. Dan banyak dari lusinan planet yang terbentuk berakhir pada orbit yang tidak stabil dan jatuh ke Matahari atau Jupiter. Beberapa planet lagi terlempar keluar tata surya. Unit-unit yang tersisa pada akhirnya berputar tepat pada orbit yang ternyata “tepat” untuk bertahan hidup miliaran tahun di dalamnya. Bumi berada pada orbit dengan jarak rata-rata ke Matahari kurang lebih 150 juta kilometer. Pada jarak ini, Bumi mencegat sebagian kecil dari total energi yang dipancarkan Matahari – hanya dua per miliar. Jika kita berasumsi bahwa Bumi menyerap semua energi ini, maka suhu rata-rata planet kita adalah sekitar 280 K, yaitu 7°C - pertengahan antara suhu musim dingin dan musim panas.

Pada tekanan atmosfer normal, air membeku pada suhu 273 K dan mendidih pada suhu 373 K, jadi, yang sangat menggembirakan bagi kita, hampir semua air di Bumi berada dalam keadaan cair. Namun, tidak perlu terburu-buru. Terkadang dalam sains Anda mendapatkan jawaban yang benar berdasarkan premis yang salah. Faktanya, Bumi hanya menyerap dua pertiga energi matahari yang diterimanya. Sisanya dipantulkan kembali ke luar angkasa melalui permukaan bumi (terutama lautan) dan tutupan awan. Jika kita menambahkan koefisien refleksi ke dalam rumus, maka suhu rata-rata bumi turun menjadi 255 K, jauh lebih rendah daripada titik beku air. Saat ini, pasti ada mekanisme lain yang bekerja untuk menjaga suhu rata-rata pada tingkat yang lebih nyaman. Sekali lagi, luangkan waktu Anda. Semua teori evolusi bintang memberi tahu kita bahwa empat miliar tahun yang lalu, ketika kehidupan terbentuk dari sup primordial di Bumi, Matahari sepertiga lebih redup dibandingkan saat ini, yang berarti suhu rata-rata Bumi berada di bawah titik beku. Mungkinkah Bumi di masa lalu lebih dekat ke Matahari? Namun, setelah periode pemboman hebat yang telah lama berakhir, kita tidak mengetahui mekanisme apa pun yang dapat menggeser orbit stabil di tata surya. Mungkinkah efek rumah kaca lebih kuat di masa lalu? Kami tidak tahu pasti. Namun kita tahu bahwa zona layak huni dalam arti sebenarnya hanya memiliki hubungan jauh dengan apakah kehidupan dapat eksis di planet-planet yang terletak di dalam batas-batas zona tersebut.

Persamaan Drake yang terkenal, yang selalu menjadi acuan dalam pencarian kecerdasan luar angkasa, memungkinkan kita memberikan perkiraan kasar tentang berapa banyak peradaban, pada prinsipnya, yang dapat ditemukan di galaksi Bima Sakti. Persamaan tersebut diturunkan pada tahun 60an abad ke-20 oleh astronom Amerika Frank Drake, dan pada saat itu konsep zona layak huni hanya sebatas gagasan bahwa planet harus berada pada jarak yang “tepat” dari bintangnya. keberadaan kehidupan. Arti dari salah satu versi persamaan Drake adalah seperti ini: mari kita mulai dengan jumlah bintang di galaksi (ratusan miliar). Mari kita kalikan jumlah besar ini dengan pecahan bintang yang mempunyai planet. Kalikan angka yang dihasilkan dengan pecahan planet yang terletak di zona layak huni. Sekarang mari kita kalikan hasilnya dengan pecahan planet tempat berkembangnya kehidupan. Mari kita kalikan hasilnya dengan proporsi planet tempat berkembangnya kehidupan berakal. Mari kita kalikan hasilnya dengan proporsi planet yang kemajuan teknologinya telah mencapai tahap sedemikian rupa sehingga komunikasi antarbintang dapat terjalin.

Jika sekarang kita memperhitungkan laju pembentukan bintang dan harapan hidup peradaban berteknologi maju, kita mendapatkan jumlah peradaban maju yang mungkin sedang menunggu panggilan telepon kita saat ini juga. Bintang-bintang kecil, dingin, dan luminositas rendah dapat hidup selama ratusan miliar, bahkan mungkin triliunan tahun, yang berarti planet mereka memiliki cukup waktu untuk menumbuhkan dua atau tiga spesies organisme hidup, namun zona layak huni mereka terlalu dekat dengan bintang. Sebuah planet yang terbentuk di zona ini dengan cepat jatuh ke dalam apa yang disebut penangkapan pasang surut bintang dan selalu berputar dengan satu sisi menghadapnya, yang menyebabkan ketidakseimbangan yang kuat dalam pemanasan planet - semua air berada di sisi "depan" dari bintang tersebut. planet ini akan menguap, dan semua air di “belakang” akan membeku. Jika Goldilocks hidup di planet seperti itu, kita akan menemukan bahwa dia memakan buburnya, berputar pada porosnya seperti ayam panggang - di perbatasan antara sinar matahari abadi dan kegelapan abadi. Zona layak huni di sekitar bintang yang berumur panjang juga memiliki kelemahan lainnya - zona tersebut sangat sempit, sehingga sangat kecil kemungkinan planet tersebut secara tidak sengaja berakhir di orbit dengan radius yang “tepat”.

Namun di sekitar bintang yang panas, besar, dan terang terdapat zona layak huni yang sangat luas. Namun sayangnya, bintang-bintang ini langka dan hanya hidup beberapa juta tahun sebelum meledak, sehingga planet-planet mereka sulit dianggap sebagai kandidat pencarian kehidupan seperti yang kita kenal, kecuali mereka mengalami evolusi yang sangat cepat. Dan kecil kemungkinannya bahwa hewan yang mampu menemukan kalkulus diferensial akan menjadi orang pertama yang muncul dari lendir purba. Persamaan Drake dapat dianggap sebagai matematika Goldilocks, sebuah metode untuk memperkirakan kemungkinan bahwa di suatu tempat di galaksi segala sesuatunya berjalan dengan baik. Namun persamaan Drake dalam bentuk aslinya tidak mencakup, misalnya Mars, yang letaknya jauh di luar zona layak huni Matahari. Sementara itu, Mars penuh dengan sungai kering dan berkelok-kelok dengan delta dan dataran banjir, dan hal ini membuktikan secara tak terbantahkan bahwa dahulu kala terdapat banyak air cair di Mars.

Tapi bagaimana dengan Venus, “saudara perempuan” Bumi? Ia berada tepat di dalam zona layak huni Matahari. Planet yang seluruhnya tertutup lapisan awan tebal ini memiliki reflektifitas tertinggi di seluruh tata surya. Tidak ada alasan yang jelas mengapa Venus bisa menjadi buruk dan tidak nyaman. Namun, hal ini menunjukkan efek rumah kaca yang mengerikan. Atmosfer Venus yang tebal sebagian besar terdiri dari karbon dioksida dan menyerap hampir 100% radiasi kecil yang mencapai permukaannya. Suhu di Venus adalah 750 K, dan ini merupakan rekor di seluruh tata surya, meskipun jarak Matahari ke Venus hampir dua kali lipat jarak Merkurius.

Karena Bumi telah mendukung kehidupan sepanjang evolusinya - miliaran tahun perubahan yang bergejolak - ini berarti bahwa kehidupan itu sendiri mungkin menyediakan semacam mekanisme umpan balik yang menjaga air tetap cair di planet ini. Ide ini dikembangkan oleh ahli biologi James Lovelock dan Lynn Margulis pada tahun 70an, dan disebut hipotesis Gaia. Hipotesis populer namun kontroversial ini menyatakan bahwa kumpulan spesies di Bumi pada waktu tertentu bertindak seolah-olah merupakan organisme kolektif yang terus-menerus, meskipun tidak disengaja, menyesuaikan komposisi atmosfer dan iklim bumi sehingga mendukung keberadaan dan perkembangan. kehidupan, yaitu adanya air cair di permukaan. Menurut saya ini sangat menarik dan layak untuk dipelajari. Hipotesis Gaia adalah hipotesis favorit filsafat New Age. Namun saya berani bertaruh bahwa beberapa orang Mars dan Venus yang telah lama meninggal mungkin juga mendukung gagasan ini satu miliar tahun yang lalu...

Jika kita memperluas konsep zona layak huni, ternyata hanya membutuhkan sumber energi apa saja untuk mencairkan es. Salah satu bulan Jupiter, Europa yang sedingin es, dipanaskan oleh gaya pasang surut medan gravitasi Jupiter. Seperti bola raket yang memanas akibat benturan yang sering terjadi, Europa memanas akibat beban dinamis yang dialaminya akibat tarikan Jupiter pada satu sisi lebih besar dibandingkan sisi lainnya. Apa hasilnya? Data pengamatan dan perhitungan teoritis saat ini menunjukkan bahwa di bawah kerak es setebal satu kilometer di Europa terdapat lautan air cair atau, mungkin, salju cair. Mengingat banyaknya kehidupan di kedalaman laut di Bumi, Europa adalah kandidat paling menggiurkan untuk kehidupan di tata surya selain Bumi. Terobosan terbaru lainnya dalam pemahaman kita tentang apa yang dimaksud dengan zona layak huni adalah organisme hidup yang baru-baru ini dijuluki "ekstrimofil": organisme yang tidak hanya bertahan hidup, namun bahkan berkembang dalam kondisi dingin atau panas ekstrem. Jika ada ahli biologi di antara para ekstremofil, mereka mungkin akan berpikir bahwa mereka normal, dan ekstremofil adalah mereka yang hidup dengan baik pada suhu kamar. Di antara ekstremofil adalah termofil yang menyukai panas, yang biasanya hidup di dekat pegunungan bawah air di tengah lautan, di mana air, yang dipanaskan di bawah tekanan yang sangat besar hingga suhu yang jauh lebih tinggi daripada titik didih normal, memercik dari bawah kerak bumi ke dalam kerak bumi. ketebalan lautan yang dingin. Kondisi di sana serupa dengan yang ada di dalam panci bertekanan tinggi di dapur: panci yang sangat tahan lama dengan penutup kedap udara memungkinkan Anda memanaskan air di bawah tekanan hingga suhu di atas titik didih, sekaligus menghindari perebusan.

Di dasar laut yang dingin, mineral muncul dari mata air panas, menciptakan tabung berpori raksasa setinggi sepuluh lantai - panas di bagian tengah, sedikit lebih dingin di tepinya, yang langsung bersentuhan dengan air laut. Pada suhu tersebut, cerobong asap dihuni oleh spesies makhluk hidup yang tak terhitung jumlahnya yang belum pernah melihat Matahari dan tidak peduli apakah Matahari ada atau tidak. Kacang keras ini berbahan bakar energi panas bumi, yang merupakan kombinasi dari sisa-sisa pembentukan bumi, dan panas yang terus-menerus meresap ke dalam kerak bumi akibat peluruhan radioaktif dari isotop-isotop unsur kimia yang sudah lama dikenal secara alami namun tidak stabil - termasuk , misalnya aluminium-26 yang bertahan selama jutaan tahun, dan kalium-40 yang bertahan hingga miliaran tahun. Dasar laut mungkin merupakan salah satu ekosistem paling stabil di Bumi. Apa jadinya jika asteroid raksasa bertabrakan dengan Bumi dan seluruh kehidupan di permukaannya punah? Termofil laut akan hidup dan hidup seolah-olah tidak terjadi apa-apa. Mungkin setelah setiap gelombang kepunahan, mereka bahkan berevolusi dan mengisi kembali daratan bumi. Apa yang akan terjadi jika Matahari, karena alasan misterius, menghilang dari pusat tata surya, dan Bumi keluar dari orbitnya dan melayang di luar angkasa? Peristiwa ini bahkan tidak akan dimuat di surat kabar Thermophile. Namun, lima miliar tahun akan berlalu, dan Matahari akan berubah menjadi raksasa merah, mengembang dan menyerap seluruh bagian dalam tata surya. Lautan di bumi akan mendidih, dan bumi sendiri akan menguap. Sekarang ini akan menjadi sensasi.

Jika termofil ada di mana-mana di Bumi, maka timbul pertanyaan serius: bagaimana jika kehidupan dimulai jauh di kedalaman planet-planet liar yang dikeluarkan dari tata surya selama pembentukannya? Reservoir panas “geo” mereka akan bertahan selama miliaran tahun. Dan apa yang dapat dikatakan tentang banyaknya planet yang diusir secara paksa dari semua tata surya lain yang berhasil terbentuk di Alam Semesta kita? Mungkinkah ruang antarbintang penuh dengan kehidupan yang muncul dan berevolusi di kedalaman planet tak berumah? Zona layak huni bukanlah wilayah yang tergambar rapi di sekitar bintang yang menerima jumlah sinar matahari yang ideal dan “tepat” – bahkan, zona ini ada di mana-mana. Jadi rumah ketiga beruang mungkin juga tidak menempati tempat khusus di dunia dongeng. Semangkuk bubur, yang suhunya “tepat”, dapat ditemukan di rumah mana pun, bahkan di rumah tiga babi kecil. Kami menemukan bahwa faktor persamaan Drake - faktor yang sama yang bertanggung jawab atas keberadaan planet dalam zona layak huni - mungkin meningkat hingga hampir 100%.

Jadi dongeng kita memiliki akhir yang sangat menjanjikan. Kehidupan tidak selalu merupakan fenomena yang langka dan unik; kehidupan mungkin sama lazimnya dengan planet itu sendiri. Dan bakteri termofilik hidup bahagia selamanya - sekitar lima miliar tahun.

Air, air, air di sekeliling

Dilihat dari penampakan beberapa tempat terkering dan paling tidak ramah di tata surya kita, Anda mungkin berpikir bahwa air, yang berlimpah di Bumi, merupakan kemewahan yang langka di seluruh galaksi. Namun, dari semua molekul triatomik, air adalah yang paling melimpah, dan dengan selisih yang sangat besar. Dan dalam daftar unsur paling umum di luar angkasa, komponen air - hidrogen dan oksigen - menempati tempat pertama dan ketiga. Jadi tidak perlu bertanya dari mana asal air di tempat ini atau itu – lebih baik bertanya mengapa tidak tersedia di semua tempat. Mari kita mulai dengan tata surya. Jika Anda mencari tempat tanpa air dan tanpa udara, Anda tidak perlu pergi jauh: Bulan siap membantu Anda. Dengan tekanan atmosfer yang rendah di Bulan - hampir nol - dan hari dua minggu ketika suhu mendekati 100 °C, air dengan cepat menguap. Selama dua minggu malam suhu turun hingga -155°C: dalam kondisi ini hampir semua hal akan membeku.

Para astronot Apollo membawa serta semua udara, semua air, dan semua sistem pendingin udara ke Bulan yang mereka perlukan untuk perjalanan pulang pergi. Namun, di masa depan, ekspedisi mungkin tidak perlu lagi membawa air dan berbagai produk berbahan dasar air. Data dari wahana antariksa Clementine mengakhiri perdebatan lama tentang apakah ada danau beku di dasar kawah yang dalam di Kutub Utara dan Selatan Bulan. Jika kita memperhitungkan rata-rata jumlah tabrakan Bulan dengan puing-puing antarplanet per tahun, kita harus berasumsi bahwa di antara puing-puing yang jatuh ke permukaan pasti terdapat komet es yang cukup besar. Apa maksudnya "cukup besar"? Terdapat cukup banyak komet di tata surya yang jika meleleh akan meninggalkan genangan air sebesar Danau Erie.

Tentu saja, Anda tidak bisa mengharapkan sebuah danau baru bertahan pada hari-hari panas di bulan dengan suhu mendekati 100°C, namun komet apa pun yang menabrak permukaan bulan dan menguap akan membuang sebagian molekul airnya ke dasar kawah yang dalam di dekat bulan. tiang. Molekul-molekul ini terserap ke dalam tanah bulan, dan di sana mereka menetap selamanya, karena tempat-tempat seperti itu adalah satu-satunya tempat di Bulan yang secara harafiah “Matahari tidak bersinar”. (Jika Anda yakin bahwa satu sisi Bulan selalu gelap, maka Anda telah disesatkan oleh berbagai sumber resmi, yang tidak diragukan lagi termasuk album Pink Floyd tahun 1973, The Dark Side of the Moon. ) Sebagai penghuni Arktik yang kelaparan dan Antartika tahu, di tempat-tempat ini Matahari tidak pernah terbit tinggi di atas cakrawala - baik siang hari maupun sepanjang tahun. Sekarang bayangkan Anda tinggal di dasar sebuah kawah, yang ujungnya lebih tinggi dari titik di langit sejauh Matahari terbit. Di kawah seperti itu, dan bahkan di Bulan, di mana tidak ada udara dan tidak ada apa pun yang menyebarkan cahaya hingga mencapai sudut-sudut yang teduh, Anda harus hidup dalam kegelapan abadi.

Kulkasmu juga dingin dan gelap, tapi es di sana tetap menguap seiring berjalannya waktu (kalau tidak percaya, lihat seperti apa es batu saat kamu kembali dari absen lama), namun, di dasar kawah ini sangat dingin sehingga penguapan pada dasarnya berhenti (setidaknya dalam kerangka percakapan kita, kita dapat berasumsi bahwa itu tidak ada). Tidak ada keraguan bahwa jika kita ingin membangun koloni di Bulan, maka koloni tersebut harus berlokasi di dekat kawah tersebut. Selain keuntungan yang jelas - penjajah akan memiliki banyak es, sesuatu untuk dicairkan, dibersihkan, dan diminum - hidrogen juga dapat diekstraksi dari molekul air dengan memisahkannya dari oksigen. Hidrogen dan sebagian oksigen akan diubah menjadi bahan bakar roket, dan penjajah akan menghirup sisa oksigennya. Dan di waktu luang Anda dari ekspedisi luar angkasa, Anda bisa bermain seluncur es di danau beku yang terbuat dari air hasil ekstraksi.

Jadi, data kawah kuno memberi tahu kita bahwa komet jatuh di Bulan, artinya hal yang sama juga terjadi di Bumi. Mengingat Bumi lebih besar dan gravitasinya lebih kuat, kita bahkan dapat menyimpulkan bahwa komet jauh lebih sering jatuh ke Bumi. Ini benar - sejak lahirnya Bumi hingga saat ini. Terlebih lagi, Bumi tidak muncul dari ruang hampa dalam bentuk koma bola yang sudah jadi. Ia tumbuh dari gas protosolar yang terkondensasi, yang darinya Matahari itu sendiri dan semua planet lainnya terbentuk. Bumi terus tumbuh ketika partikel padat kecil menempel padanya, dan kemudian melalui pemboman terus-menerus oleh asteroid, yang kaya akan mineral, dan komet, yang kaya akan air. Dalam artian apa itu konstan? Frekuensi komet yang jatuh ke Bumi pada tahap awal keberadaannya diduga cukup untuk menyediakan air bagi seluruh lautannya. Namun, masih ada beberapa pertanyaan (dan ruang untuk diperdebatkan). Air dari komet yang kita pelajari sekarang, dibandingkan dengan air dari lautan, mengandung banyak deuterium - sejenis hidrogen yang memiliki tambahan neutron di intinya. Jika lautan dipenuhi oleh komet, maka komet yang jatuh ke bumi pada awal tata surya memiliki komposisi kimia yang sedikit berbeda.

Apakah Anda pikir Anda bisa keluar dengan aman? Ya, tidak: penelitian terbaru tentang kandungan air di lapisan atas atmosfer bumi menunjukkan bahwa bongkahan es seukuran rumah sering kali jatuh ke bumi. Bola salju antarplanet ini dengan cepat menguap saat bersentuhan dengan udara, namun berhasil berkontribusi pada anggaran air bumi. Jika frekuensi jatuhnya air selalu konstan sepanjang 4,6 miliar tahun sejarah Bumi, maka bola salju ini mungkin juga berkontribusi terhadap lautan di Bumi. Ditambah lagi dengan uap air yang seperti kita ketahui masuk ke atmosfer saat terjadi letusan gunung berapi, dan ternyata Bumi menerima pasokan air ke permukaan melalui berbagai cara. Lautan kita yang megah kini menutupi dua pertiga permukaan bumi, namun hanya seperlima ribu massa bumi. Tampaknya porsinya sangat kecil, namun jumlahnya masih mencapai satu setengah triliun ton, 2% di antaranya dalam bentuk es. Jika Bumi mengalami efek rumah kaca yang kuat seperti Venus, atmosfer kita akan menyerap energi matahari dalam jumlah berlebih, suhu udara akan meningkat, dan lautan akan mendidih dan cepat menguap ke atmosfer. Ini akan menjadi buruk. Flora dan fauna di bumi tidak hanya akan punah - hal ini sudah jelas - salah satu alasan kuat (secara harfiah) atas kehancuran universal adalah karena atmosfer, yang jenuh dengan uap air, akan menjadi tiga ratus kali lebih besar. Kita semua akan diratakan.

Venus berbeda dari planet-planet lain di tata surya dalam banyak hal, termasuk atmosfer karbon dioksidanya yang tebal, padat, dan berat, yang tekanannya seratus kali lipat dari atmosfer bumi. Kami juga akan diratakan di sana. Namun, dalam peringkat fitur Venus yang paling menakjubkan, peringkat pertama ditempati oleh keberadaan kawah, yang semuanya terbentuk relatif baru dan tersebar merata di seluruh permukaan. Fitur yang tampaknya tidak berbahaya ini menunjukkan adanya bencana tunggal pada skala planet yang mengatur ulang jam kawah dan menghapus semua bukti dampak masa lalu. Hal ini dimungkinkan, misalnya, dengan fenomena iklim yang erosif seperti banjir global. Dan juga - aktivitas geologis (bukan venereologis) skala besar, katakanlah, aliran lava yang mengubah seluruh permukaan Venus menjadi impian pengendara Amerika - sebuah planet yang sepenuhnya beraspal. Apapun pengaturan ulang jam terjadi secara tiba-tiba dan seketika. Namun, tidak semuanya jelas di sini. Jika memang terjadi banjir global di Venus, ke mana perginya semua air tersebut sekarang? Hilang di bawah permukaan? Menguap ke atmosfer? Ataukah Venus dibanjiri bukan oleh air sama sekali, melainkan oleh zat lain?

Keingintahuan dan ketidaktahuan kita tidak terbatas pada Venus saja - tapi juga meluas ke planet lain. Mars dulunya adalah rawa yang nyata - dengan sungai berkelok-kelok, dataran banjir, delta, jaringan sungai kecil, dan ngarai besar yang diukir oleh air mengalir. Kita sudah mempunyai cukup bukti bahwa jika di suatu tempat di tata surya terdapat sumber air yang melimpah, maka sumber air itu ada di Mars. Namun, saat ini permukaan Mars benar-benar kering dan tidak diketahui penyebabnya. Melihat Mars dan Venus – saudara dan saudari planet kita – saya juga memandang Bumi dengan cara baru dan memikirkan betapa tidak dapat diandalkannya sumber air kita di permukaan bumi. Seperti yang telah kita ketahui, imajinasi Percival Lowell mengarahkan Percival Lowell untuk menyatakan bahwa koloni penduduk Mars yang kreatif telah membangun jaringan kanal yang cerdik di Mars untuk mengalirkan air dari gletser kutub ke garis lintang tengah yang lebih padat penduduknya. Untuk menjelaskan apa yang dia lihat (atau pikir dia lihat), Lowell menemukan peradaban sekarat yang entah bagaimana kehilangan airnya. Dalam risalahnya yang terperinci namun sangat cacat, Mars as the Abode of Life (1909), Lowell meratapi kemerosotan peradaban Mars yang tak terhindarkan dalam imajinasinya:

Tidak diragukan lagi, kekeringan di planet ini akan terus berlanjut hingga permukaannya kehilangan kemampuan untuk mendukung semua kehidupan. Waktu pasti akan menerbangkannya seperti debu. Namun, ketika percikan terakhirnya padam, planet mati itu akan terbang melintasi angkasa seperti hantu, dan karier evolusinya akan berakhir selamanya.

(Lowell, 1908, hal. 216)

Lowell benar dalam satu hal. Jika pernah ada peradaban (atau organisme hidup apa pun) di permukaan Mars yang membutuhkan air, maka pada tahap yang tidak diketahui dalam sejarah Mars dan karena alasan yang tidak diketahui, semua air di permukaan benar-benar mengering, yang menyebabkan hal tersebut. berakhir seperti yang dijelaskan Lowell. Mungkin air Mars yang hilang mengalir begitu saja ke bawah tanah dan tertampung oleh lapisan es. Bagaimana hal ini dapat dibuktikan? Di kawah besar di permukaan Mars, guratan lumpur kering yang meluap lebih sering terjadi dibandingkan di kawah kecil. Dengan asumsi bahwa lapisan es terletak cukup dalam, maka untuk mencapainya diperlukan dampak yang hebat. Pelepasan energi dari tabrakan semacam itu akan melelehkan es di bawah permukaan saat terjadi kontak, menyebabkan kotoran terciprat ke luar. Kawah dengan ciri-ciri ini lebih umum terjadi di garis lintang subkutub yang dingin, tepatnya di tempat yang diperkirakan lapisan permafrost terletak lebih dekat ke permukaan. Menurut beberapa perkiraan, jika semua air yang kita duga tersembunyi di lapisan es Mars dan, seperti yang kita ketahui pasti, tertutup gletser di kutub, mencair dan tersebar merata di permukaannya, Mars akan berubah menjadi sebuah benua yang terus menerus. lautan sedalam puluhan meter. Pencarian kehidupan di Mars, baik yang modern maupun fosil, harus mencakup penelusuran berbagai tempat, terutama di bawah permukaan Mars.

Ketika para ahli astrofisika mulai berpikir tentang di mana air dalam bentuk cair, dan kehidupan, dapat ditemukan, mereka awalnya cenderung mempertimbangkan planet yang mengorbit pada jarak tertentu dari bintangnya - pada jarak sedemikian rupa sehingga air akan tetap berada di cairan permukaannya. tidak terlalu jauh dan tidak terlalu dekat. Zona ini umumnya disebut sebagai zona layak huni, atau zona Goldilocks (lihat bab sebelumnya), dan ini merupakan perkiraan yang masuk akal pada awalnya. Namun, dia tidak memperhitungkan kemungkinan munculnya kehidupan di tempat yang terdapat sumber energi lain, sehingga air, yang seharusnya berubah menjadi es, tetap dalam keadaan cair. Hal ini bisa memberikan sedikit efek rumah kaca. Serta sumber energi internal, seperti sisa panas dari pembentukan planet atau peluruhan radioaktif unsur-unsur berat yang tidak stabil, yang masing-masing berkontribusi terhadap pemanasan internal Bumi dan, oleh karena itu, terhadap aktivitas geologisnya. Selain itu, pasang surut planet juga berfungsi sebagai sumber energi - ini adalah konsep yang lebih umum dari sekedar tarian naik turunnya lautan bersama Bulan. Seperti yang telah kita lihat, Io, salah satu bulan Yupiter, mengalami tekanan terus-menerus akibat perubahan gaya pasang surut, karena orbitnya tidak sepenuhnya melingkar dan Io bergerak semakin dekat dan semakin menjauhi Yupiter. Io terletak pada jarak yang sedemikian jauh dari Matahari sehingga dalam kondisi lain ia seharusnya membeku selamanya, namun karena perubahan pasang surut yang konstan, Io mendapat gelar benda langit dengan aktivitas geologi paling kejam di seluruh tata surya - ia memiliki segalanya : gunung berapi yang memuntahkan lava, jurang api, dan pergeseran tektonik. Terkadang Io modern disamakan dengan Bumi muda, ketika planet kita belum mendingin setelah lahir.

Yang tidak kalah menariknya adalah Europa, satelit Jupiter lainnya, yang juga menarik panas dari gaya pasang surut. Para ilmuwan telah lama menduga, dan baru-baru ini mengkonfirmasi (berdasarkan gambar dari wahana antariksa Galileo), bahwa Europa ditutupi lapisan es tebal yang bermigrasi, di bawahnya terdapat lautan lumpur atau air cair. Seluruh lautan air! Bayangkan saja seperti apa memancing di es di sana. Faktanya, para insinyur dan ilmuwan dari Jet Propulsion Laboratory sudah berpikir untuk mengirim pesawat luar angkasa ke Europa, yang akan mendarat di es, menemukan lubang di dalamnya (atau memotong atau menenggelamkannya sendiri), menurunkan video laut dalam. kamera ke dalamnya, dan kita Mari kita lihat apa yang ada di sana dan bagaimana caranya. Karena kehidupan di Bumi kemungkinan besar berasal dari lautan, keberadaan kehidupan di lautan Eropa bukanlah sebuah khayalan belaka; hal ini bisa saja terjadi. Menurut pendapat saya, kualitas air yang paling menakjubkan bukanlah label "pelarut universal" yang kita semua pelajari dalam pelajaran kimia di sekolah, atau rentang suhu yang sangat luas yang membuat air tetap cair. Hal yang paling menakjubkan tentang air adalah meskipun hampir semua zat, termasuk air itu sendiri, menjadi lebih padat ketika didinginkan, air, ketika didinginkan di bawah 4°C, menjadi semakin berkurang kepadatannya. Ketika membeku pada suhu nol derajat, kepadatannya menjadi kurang padat dibandingkan dalam keadaan cair pada suhu berapa pun, dan ini mengganggu pipa air, tetapi sangat baik untuk ikan. Di musim dingin, ketika suhu udara turun di bawah nol, air dengan suhu 4 derajat tenggelam ke dasar dan tetap di sana, dan lapisan es yang mengambang tumbuh sangat lambat di permukaan dan mengisolasi air hangat dari udara dingin.

Jika inversi densitas ini tidak terjadi pada air yang bersuhu di bawah 4 derajat, maka pada suhu udara di bawah titik beku, permukaan luar reservoir akan mendingin dan tenggelam ke dasar, dan air yang lebih hangat akan naik ke atas. Konveksi paksa seperti itu akan dengan cepat mendinginkan seluruh massa air hingga nol, setelah itu permukaan akan mulai membeku. Es yang lebih padat akan tenggelam dan seluruh ketebalan air akan membeku dari dasar hingga permukaan. Di dunia seperti ini tidak akan ada penangkapan ikan di es karena semua ikan akan dibekukan—dibekukan hidup-hidup. Dan pecinta memancing di es akan duduk di bawah lapisan air yang belum membeku, atau di blok reservoir yang benar-benar beku. Pemecah es tidak diperlukan untuk melakukan perjalanan melintasi Arktik yang beku: Samudra Arktik akan membeku hingga ke dasar atau tetap terbuka untuk pelayaran normal karena lapisan es terletak di bawahnya. Dan Anda bisa berjalan di atas es sebanyak yang Anda mau dan tidak takut terjatuh. Di dunia paralel seperti itu, es yang terapung dan gunung es akan tenggelam, dan pada tahun 1912 Titanic akan dengan tenang berlayar ke tujuannya - New York.

Keberadaan air di galaksi tidak hanya terbatas pada planet dan satelitnya saja. Molekul air, serta beberapa bahan kimia rumah tangga lainnya seperti amonia, metana, dan etil alkohol, sesekali terdeteksi di awan gas antarbintang. Dalam kondisi tertentu - suhu rendah dan kepadatan tinggi - sekelompok molekul air dapat memancarkan kembali energi bintang terdekat ke luar angkasa dalam bentuk radiasi gelombang mikro terarah berintensitas tinggi yang diperkuat. Fisika fenomena ini sangat mirip dengan segala sesuatu yang terjadi pada cahaya tampak di laser. Namun dalam hal ini, lebih baik berbicara bukan tentang laser, tetapi tentang maser - beginilah ungkapan “Amplifikasi gelombang mikro dengan emisi radiasi terstimulasi” disingkat. Jadi air tidak hanya ada di mana-mana di galaksi – terkadang air juga memancar ke arah Anda dari kedalaman ruang angkasa.

Kita tahu bahwa air diperlukan untuk kehidupan di Bumi, namun kita hanya bisa berasumsi bahwa air merupakan kondisi penting bagi munculnya kehidupan di setiap sudut galaksi. Namun, orang yang buta huruf secara kimia sering kali percaya bahwa air adalah zat mematikan yang sebaiknya tidak disentuh. Pada tahun 1997, Nathan Zoner, seorang siswa sekolah menengah berusia empat belas tahun di Eagle Rock, Idaho, melakukan studi objektif tentang prasangka anti-teknologi dan “kemofobia” terkait yang mendapatkan ketenaran yang pantas. Nathan mengundang orang-orang yang lewat di jalan untuk menandatangani petisi yang menuntut kontrol ketat atau larangan penggunaan dihidrogen monoksida. Eksperimen muda memberikan daftar sifat-sifat buruk dari zat ini, tanpa rasa dan bau:

Dihidrogen monoksida adalah komponen utama hujan asam;

Cepat atau lambat zat ini akan melarutkan segala sesuatu yang bersentuhan dengannya;

Jika tidak sengaja terhirup, dapat berakibat fatal;

Dalam bentuk gas, ia menyebabkan luka bakar yang parah;

Telah ditemukan pada tumor dari pasien kanker stadium akhir.

Empat puluh tiga dari lima puluh orang yang didekati oleh Zohner menandatangani petisi, enam orang masih ragu-ragu, dan satu orang adalah pendukung setia dihidrogen monoksida dan menolak untuk menandatangani.

Ruang hidup

Jika Anda bertanya kepada seseorang dari mana asalnya, jawabannya biasanya adalah nama kota tempat ia dilahirkan, atau suatu tempat di permukaan bumi tempat ia menghabiskan masa kecilnya. Dan ini sepenuhnya benar. Namun

Jawaban yang akurat secara astrokimia adalah: “Saya berasal dari puing-puing ledakan banyak bintang masif yang mati lebih dari lima miliar tahun yang lalu.” Luar angkasa adalah pabrik kimia utama. Ini diluncurkan oleh Big Bang, yang memasok hidrogen, helium, dan setetes litium ke alam semesta, tiga elemen paling ringan. Sembilan puluh dua unsur alami lainnya menciptakan bintang-bintang, termasuk setiap karbon, kalsium, dan fosfor dalam setiap organisme hidup di Bumi, manusia, dan lainnya. Siapa yang membutuhkan berbagai macam bahan mentah ini jika bahan-bahan tersebut tetap terkunci di bintang-bintang? Namun ketika bintang-bintang mati, mereka mengembalikan sebagian besar massanya ke kosmos dan membumbui awan gas di dekatnya dengan atom-atom lengkap yang kemudian memperkaya bintang-bintang generasi berikutnya.

Jika kondisi yang tepat muncul—suhu dan tekanan yang tepat—banyak atom akan berkumpul dan molekul sederhana akan muncul. Setelah itu banyak molekul menjadi lebih besar dan lebih kompleks, dan mekanismenya sangat rumit dan inventif. Pada akhirnya, molekul-molekul kompleks akan mengorganisir diri menjadi organisme hidup dari berbagai jenis, dan hal ini mungkin terjadi di miliaran penjuru alam semesta. Setidaknya pada salah satu dari mereka, molekul menjadi begitu kompleks sehingga mereka mengembangkan kecerdasan dan kemudian kemampuan untuk merumuskan dan mengkomunikasikan ide-ide yang diuraikan dalam ikon di halaman ini satu sama lain.

Ya, ya, tidak hanya manusia, tetapi semua organisme hidup lainnya di luar angkasa, serta planet dan bulan tempat mereka tinggal, tidak akan ada jika bukan karena sisa-sisa bintang yang sudah punah. Secara umum, Anda terdiri dari sampah. Anda harus menerima hal ini. Lebih baik berbahagia. Lagi pula, apa yang lebih mulia daripada gagasan bahwa Alam Semesta ada di dalam diri kita semua? Anda tidak memerlukan bahan-bahan langka untuk memasak kehidupan. Mari kita ingat unsur mana yang menempati lima tempat pertama dalam hal kelimpahan di ruang angkasa: hidrogen, helium, oksigen, karbon, dan nitrogen. Dengan pengecualian helium yang secara kimia inert, yang tidak suka membuat molekul dengan siapa pun, kita mendapatkan empat komponen utama kehidupan di Bumi. Mereka menunggu waktunya di awan besar yang menyelimuti bintang-bintang di galaksi, dan mulai membuat molekul segera setelah suhu turun di bawah beberapa ribu derajat Kelvin. Molekul dua atom terbentuk sekaligus: karbon monoksida dan molekul hidrogen (dua atom hidrogen terikat satu sama lain). Turunkan suhunya sedikit lagi dan Anda akan mendapatkan molekul tiga atau empat atom yang stabil seperti air (H2O), karbon dioksida (CO2) dan amonia (NH3) - produk masakan biologis yang sederhana namun berkualitas tinggi. Jika suhu turun sedikit lagi, sejumlah molekul yang terdiri dari lima dan enam atom akan muncul. Dan karena karbon tidak hanya tersebar luas, tetapi juga sangat aktif dari sudut pandang kimia, karbon termasuk dalam sebagian besar molekul - faktanya, tiga perempat dari semua “jenis” molekul yang diamati di medium antarbintang mengandung setidaknya satu atom karbon. . Menjanjikan. Namun, ruang angkasa adalah tempat yang cukup berbahaya bagi molekul. Jika mereka tidak dihancurkan oleh energi ledakan supernova, maka radiasi ultraviolet dari bintang ultra terang di dekatnya akan melengkapi masalah tersebut.

Semakin besar molekulnya, semakin kecil ketahanannya terhadap serangan. Jika molekul-molekul tersebut beruntung dan tinggal di daerah yang relatif tenang atau terlindung, mereka dapat bertahan hidup menjadi bagian dari butiran debu kosmik, dan akhirnya menjadi asteroid, komet, planet, dan manusia. Namun bahkan jika serangan bintang tidak menyisakan satu pun molekul asli yang hidup, masih ada banyak atom dan waktu untuk menciptakan molekul kompleks - tidak hanya selama pembentukan planet tertentu, tetapi juga pada permukaan planet dan di bawahnya. . Beberapa molekul kompleks yang paling umum termasuk adenin (nukleotida atau “basa” yang merupakan bagian dari DNA), glisin (prekursor protein), dan glikoaldehida (hidrokarbon). Semua hal ini dan hal-hal serupa diperlukan untuk munculnya kehidupan dalam bentuk yang kita kenal dan, tentu saja, tidak hanya ditemukan di Bumi.

Akan tetapi, semua bacchanalia molekul organik ini belumlah hidup, seperti halnya tepung, air, ragi, dan garam belumlah menjadi roti. Meskipun peralihan dari bahan mentah ke makhluk hidup masih menjadi misteri, jelas bahwa diperlukan beberapa kondisi agar hal ini dapat terjadi. Lingkungan harus mendorong molekul untuk bereksperimen satu sama lain dan pada saat yang sama melindungi terhadap cedera yang tidak perlu. Cairan sangat baik untuk ini, karena memberikan kontak dekat dan mobilitas yang lebih besar. Semakin banyak peluang untuk terjadinya reaksi kimia yang disediakan oleh lingkungan, semakin banyak pula eksperimen yang dilakukan penghuninya. Penting untuk mempertimbangkan faktor lain, yang ditunjukkan oleh hukum fisika: reaksi kimia memerlukan sumber energi yang tidak terputus.

Ketika kita mempertimbangkan rentang suhu, tekanan, keasaman, dan radiasi yang sangat luas yang memungkinkan kehidupan di bumi dapat berkembang, dan mengingat bahwa sudut nyaman bagi satu mikroba adalah ruang penyiksaan bagi mikroba lain, menjadi jelas mengapa para ilmuwan tidak lagi mempunyai hak untuk mengusulkan adanya kehidupan tambahan. kondisi di tempat lain. Sebuah ilustrasi yang sangat bagus tentang keterbatasan kesimpulan tersebut diberikan dalam buku menawan “Cosmotheoros” oleh astronom Belanda abad ke-17 Christiaan Huygens: penulis yakin bahwa rami harus dibudidayakan di planet lain - jika tidak, tali kapal akan dibuat dari apa. mengarahkan kapal dan mengarungi lautan? Tiga ratus tahun telah berlalu, dan kita puas hanya dengan segelintir molekul. Jika Anda mencampurkannya dengan baik dan menaruhnya di tempat yang hangat, Anda dapat memperkirakan bahwa hanya dalam beberapa ratus juta tahun kita akan memiliki koloni mikroorganisme yang berkembang pesat. Kehidupan di bumi luar biasa produktifnya, dan hal itu tidak diragukan lagi. Bagaimana dengan alam semesta lainnya? Jika ada benda langit di tempat lain yang setidaknya mirip dengan planet kita, mungkin ia melakukan eksperimen serupa dengan reagen kimia serupa dan eksperimen ini diatur oleh hukum fisika yang sama di seluruh Alam Semesta.

Mari kita ambil contoh karbon. Ia mampu menciptakan berbagai ikatan baik dengan dirinya sendiri maupun dengan unsur-unsur lain dan oleh karena itu termasuk dalam senyawa kimia dalam jumlah yang sangat banyak - dalam hal ini ia tidak ada bandingannya di seluruh tabel periodik. Karbon menciptakan lebih banyak molekul dibandingkan gabungan semua unsur lainnya (10 juta - bagaimana dengan itu?). Biasanya, untuk membuat sebuah molekul, atom-atom berbagi satu atau lebih elektron terluar, saling berpegangan seperti sambungan cam di antara gerbong barang. Setiap atom karbon mampu menciptakan ikatan seperti itu dengan satu, dua, tiga atau empat atom lain - tetapi atom hidrogen, katakanlah, hanya dengan satu, oksigen - dengan satu atau dua, nitrogen - dengan tiga.

Ketika karbon bergabung dengan dirinya sendiri, ia menciptakan banyak molekul dari berbagai kombinasi rantai panjang, cincin tertutup, atau struktur bercabang. Molekul organik kompleks ini mampu melakukan hal-hal yang hanya dapat diimpikan oleh molekul kecil. Misalnya, mereka mampu melakukan satu tugas di satu ujung dan tugas lainnya di ujung lainnya, memelintir, melipat, menjalin dengan molekul lain, menciptakan zat dengan sifat dan kualitas yang semakin baru - tidak ada hambatan bagi mereka. Mungkin molekul berbasis karbon yang paling mencolok adalah DNA, sebuah heliks ganda yang mengenkripsi penampilan individu setiap organisme hidup. Bagaimana dengan air? Dalam hal menjamin kehidupan, air memiliki kualitas yang sangat berguna - air tetap cair dalam rentang suhu yang sangat luas, menurut sebagian besar ahli biologi. Sayangnya, sebagian besar ahli biologi hanya mempertimbangkan Bumi, yang airnya tetap cair dalam suhu 100 derajat Celcius. Sementara itu, di beberapa tempat di Mars, tekanan atmosfernya sangat rendah sehingga air tidak berbentuk cair sama sekali - segera setelah Anda menuangkan segelas H2O untuk diri Anda sendiri, semua air akan mendidih dan membeku pada saat yang bersamaan! Namun, betapapun disayangkannya kondisi atmosfer Mars saat ini, di masa lalu memungkinkan adanya cadangan air cair dalam jumlah besar. Jika kehidupan pernah ada di permukaan planet merah, maka hal itu hanya terjadi pada saat itu saja.

Sedangkan di Bumi, air di permukaannya sangatlah baik, bahkan terkadang terlalu bagus bahkan mematikan. Dari mana asalnya? Seperti yang telah kita lihat, masuk akal untuk berasumsi bahwa sebagiannya dibawa ke sini oleh komet: mereka dapat dikatakan jenuh dengan air (tentu saja beku), jumlahnya miliaran di Tata Surya, beberapa di antaranya adalah cukup besar, dan ketika Tata Surya baru saja terbentuk, mereka terus-menerus membombardir Bumi yang masih muda. Gunung berapi meletus bukan hanya karena magmanya sangat panas, tetapi juga karena gelombang magma panas mengubah air bawah tanah menjadi uap, dan uap tersebut mengembang dengan cepat sehingga menyebabkan ledakan. Uap tidak lagi dapat masuk ke dalam rongga bawah tanah, dan tutup gunung berapi terkoyak, menyebabkan H2O muncul ke permukaan. Mengingat semua ini, tidak mengherankan jika permukaan planet kita penuh dengan air. Dengan seluruh keanekaragaman organisme hidup di Bumi, mereka semua memiliki bagian DNA yang sama. Seorang ahli biologi yang belum pernah melihat apa pun selain Bumi dalam hidupnya hanya bersukacita atas keserbagunaan kehidupan, namun seorang ahli astrobiologi memimpikan keanekaragaman dalam skala yang lebih besar: kehidupan berdasarkan DNA yang benar-benar asing atau sesuatu yang lain sama sekali.

Sayangnya, sejauh ini planet kita adalah satu-satunya contoh biologis. Namun, seorang ahli astrobiologi mampu mengumpulkan hipotesis tentang organisme hidup yang hidup di suatu tempat di kedalaman ruang angkasa dengan mempelajari organisme yang hidup di lingkungan ekstrem di Bumi. Begitu Anda mulai mencari ekstremofil ini, ternyata mereka hidup hampir di mana-mana: di tempat pembuangan limbah nuklir, di geyser asam, di sungai asam yang jenuh dengan besi, di mata air laut dalam yang memuntahkan suspensi kimia, dan di dekat gunung berapi bawah laut, di lapisan es. , di tumpukan sampah, di kolam garam industri, dan di berbagai tempat di mana Anda mungkin tidak akan pergi berbulan madu, tetapi mungkin cukup umum di sebagian besar planet dan bulan lain. Para ahli biologi pernah percaya bahwa kehidupan dimulai di suatu “kolam hangat”, seperti yang ditulis Darwin (Darwin 1959, hal. 202); Namun, bukti yang terkumpul akhir-akhir ini membuat kita cenderung pada gagasan bahwa organisme hidup pertama di Bumi adalah ekstremofil.

Seperti yang akan kita lihat di bagian selanjutnya, selama setengah miliar tahun pertama keberadaannya, tata surya tidak lebih dari sekedar lapangan tembak. Batu-batu besar dan kecil terus-menerus berjatuhan ke permukaan bumi, meninggalkan kawah dan menghancurkan batu menjadi debu. Segala upaya untuk meluncurkan proyek “Life” akan segera dihentikan. Namun, sekitar empat miliar tahun yang lalu, pemboman mereda dan suhu permukaan bumi mulai turun, sehingga hasil eksperimen kimia yang kompleks dapat bertahan dan berkembang. Buku teks lama menghitung mundur waktu sejak lahirnya tata surya, dan penulisnya biasanya menyatakan bahwa Bumi membutuhkan waktu 700-800 juta tahun untuk terbentuk. Namun kenyataannya tidak demikian: eksperimen di laboratorium kimia planet bumi dapat dimulai sebelum bom angkasa mereda. Jangan ragu untuk mengurangi 600 juta tahun “perang” - dan ternyata mekanisme bersel tunggal keluar dari cairan purba hanya dalam 200 juta tahun. Meskipun para ilmuwan masih belum dapat memahami bagaimana sebenarnya kehidupan dimulai, alam tampaknya tidak mengalami kesulitan apa pun terhadapnya.

Para ahli astrokimia telah mengalami banyak kemajuan hanya dalam beberapa dekade: sampai saat ini mereka tidak tahu apa-apa tentang molekul di ruang angkasa, namun saat ini mereka telah menemukan banyak senyawa berbeda hampir di mana-mana. Selain itu, dalam sepuluh tahun terakhir, para ahli astrofisika telah memastikan bahwa planet-planet juga berputar mengelilingi bintang-bintang lain dan bahwa setiap sistem bintang, bukan hanya sistem tata surya, dipenuhi dengan empat bahan utama kehidupan yang sama dengan rumah kosmik kita. Tentu saja, tidak ada seorang pun yang menyangka akan menemukan kehidupan di sebuah bintang, bahkan di bintang yang “dingin”, yang suhunya hanya seribu derajat, tetapi kehidupan di Bumi sering kali ditemukan di tempat yang suhunya mencapai beberapa ratus derajat. Semua penemuan ini secara keseluruhan mengarah pada kesimpulan bahwa sebenarnya Alam Semesta sama sekali tidak asing dan tidak kita kenal - pada kenyataannya, kita sudah mengenalnya pada tingkat yang mendasar. Tapi seberapa dekat kita mengenal satu sama lain? Berapa probabilitas bahwa organisme hidup seperti yang ada di Bumi – berbasis karbon dan lebih menyukai air dibandingkan cairan lainnya? Misalnya saja silikon, salah satu unsur paling melimpah di alam semesta. Dalam tabel periodik, silikon berada tepat di bawah karbon, yang berarti silikon memiliki konfigurasi elektron yang sama di kulit terluarnya. Silikon, seperti karbon, dapat membentuk ikatan dengan satu, dua, tiga, atau empat atom lainnya. Dalam kondisi yang tepat, ia juga dapat membentuk molekul rantai. Karena silikon mempunyai potensi yang sama dalam menghasilkan senyawa kimia seperti karbon, maka masuk akal untuk berasumsi bahwa kehidupan dapat muncul darinya.

Namun, ada satu kesulitan dengan silikon: selain sepuluh kali lebih jarang dibandingkan karbon, silikon juga menciptakan ikatan yang sangat kuat. Khususnya, jika Anda menggabungkan silikon dan hidrogen, Anda tidak akan mendapatkan dasar kimia organik, melainkan batu. Di Bumi, senyawa kimia ini mempunyai umur simpan yang lama. Dan agar suatu senyawa kimia bermanfaat bagi organisme hidup, diperlukan ikatan yang cukup kuat untuk menahan serangan lingkungan yang tidak terlalu kuat, namun tidak terlalu kuat sehingga menghalangi kemungkinan percobaan lebih lanjut. Seberapa pentingkah air cair? Apakah ini benar-benar satu-satunya media yang cocok untuk eksperimen kimia, satu-satunya media yang mampu menyalurkan nutrisi dari satu bagian organisme hidup ke bagian organisme hidup lainnya? Mungkin organisme hidup hanya membutuhkan cairan apa pun. Amonia, misalnya, cukup umum ditemukan di alam. Dan etil alkohol. Keduanya terbuat dari unsur paling melimpah di alam semesta. Amonia yang bercampur dengan air membeku pada suhu yang jauh lebih rendah dibandingkan suhu air (-73°C, bukan 0°C), sehingga memperluas kisaran suhu yang memungkinkan ditemukannya organisme hidup yang menyukai cairan tersebut. Ada pilihan lain: di planet yang hanya memiliki sedikit sumber panas internal, misalnya, ia berputar jauh dari bintangnya dan membeku hingga ke tulang, metana, yang biasanya berbentuk gas, juga dapat berperan sebagai sumber panas internal. cairan yang diperlukan. Senyawa tersebut memiliki umur simpan yang lama. Dan agar suatu senyawa kimia bermanfaat bagi organisme hidup, diperlukan ikatan yang cukup kuat untuk menahan serangan lingkungan yang tidak terlalu kuat, namun tidak terlalu kuat sehingga menghalangi kemungkinan percobaan lebih lanjut.

Seberapa pentingkah air cair? Apakah ini benar-benar satu-satunya media yang cocok untuk eksperimen kimia, satu-satunya media yang mampu menyalurkan nutrisi dari satu bagian organisme hidup ke bagian organisme hidup lainnya? Mungkin organisme hidup hanya membutuhkan cairan apa pun. Amonia, misalnya, cukup umum ditemukan di alam. Dan etil alkohol. Keduanya terbuat dari unsur paling melimpah di alam semesta. Amonia yang bercampur dengan air membeku pada suhu yang jauh lebih rendah dibandingkan suhu air (-73°C, bukan 0°C), sehingga memperluas kisaran suhu yang memungkinkan ditemukannya organisme hidup yang menyukai cairan tersebut. Ada pilihan lain: di planet yang hanya memiliki sedikit sumber panas internal, misalnya, ia berputar jauh dari bintangnya dan membeku hingga ke tulang, metana, yang biasanya berbentuk gas, juga dapat berperan sebagai sumber panas internal. cairan yang diperlukan.

Pada tahun 2005, wahana antariksa Huygens (dinamai menurut nama Anda-tahu-siapa) mendarat di Titan, bulan terbesar Saturnus, yang kaya akan senyawa organik dan memiliki atmosfer sepuluh kali lebih tebal daripada atmosfer Bumi. Selain planet Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus yang masing-masing seluruhnya terdiri dari gas dan tidak memiliki permukaan padat, hanya empat benda langit di tata surya kita yang memiliki atmosfer yang patut diperhatikan: Venus, Bumi, Mars, dan Titan. Titan bukanlah objek penelitian sembarangan. Daftar molekul yang dapat ditemukan di sana menginspirasi rasa hormat: ini termasuk air, amonia, metana, dan etana, serta apa yang disebut hidrokarbon aromatik polisiklik - molekul dari banyak cincin. Air es di Titan sangat dingin hingga sekeras semen. Namun, kombinasi suhu dan tekanan mencairkan metana, dan gambar pertama Huygens menunjukkan aliran, sungai, dan danau metana cair. Lingkungan kimiawi di permukaan Titan dalam beberapa hal mengingatkan kita pada lingkungan di Bumi muda, itulah sebabnya banyak ahli astrobiologi menganggap Titan sebagai laboratorium "hidup" untuk mempelajari masa lalu Bumi. Memang benar, percobaan yang dilakukan dua dekade lalu menunjukkan bahwa jika kita menambahkan air dan sedikit asam ke dalam suspensi organik yang diperoleh dengan menyinari gas yang membentuk atmosfer keruh Titan, kita akan mendapatkan enam belas asam amino.

Baru-baru ini, para ahli biologi mengetahui bahwa total biomassa di bawah permukaan planet bumi mungkin lebih besar daripada di permukaan. Penelitian terkini terhadap organisme hidup yang sangat tangguh menunjukkan dari waktu ke waktu bahwa kehidupan tidak mengenal hambatan atau batasan. Para peneliti yang mempelajari kondisi asal usul kehidupan bukan lagi “profesor gila” yang mencari manusia hijau kecil di planet terdekat, melainkan ilmuwan generalis yang memiliki berbagai macam peralatan: mereka harus menjadi spesialis tidak hanya di bidang astrofisika, kimia, dan biologi. tetapi juga di bidang geologi dan planetologi, karena mereka harus mencari kehidupan di mana saja.

Contoh sistem pencarian zona layak huni tergantung jenis bintangnya.

Dalam astronomi, zona layak huni, zona layak huni, zona kehidupan (zona layak huni, HZ) adalah suatu wilayah bersyarat dalam ruang, ditentukan dari perhitungan bahwa kondisi permukaan yang ada di dalamnya akan mendekati kondisi di atas dan akan menjamin adanya air dalam fasa cair. Oleh karena itu, planet-planet tersebut (atau planet mereka) akan mendukung munculnya kehidupan yang serupa dengan yang ada di Bumi. Kemungkinan timbulnya kehidupan paling besar terjadi di zona layak huni di sekitarnya ( zona layak huni sirkumbintang, CHZ ), terletak di zona layak huni ( zona layak huni galaksi, GHZ), meskipun penelitian mengenai hal terakhir ini masih dalam tahap awal.

Perlu dicatat bahwa lokasi suatu planet di zona layak huni dan kelayakannya bagi kehidupan tidak selalu berhubungan: karakteristik pertama menggambarkan kondisi sistem planet secara keseluruhan, dan yang kedua - langsung pada permukaan benda langit. .

Dalam literatur berbahasa Inggris disebut juga zona layak huni Zona Goldilocks (Zona Goldilocks). Judul ini merujuk pada dongeng bahasa Inggris Goldilocks dan Tiga Beruang, yang dalam bahasa Rusia dikenal sebagai “Tiga Beruang”. Dalam dongeng, Goldilocks mencoba menggunakan beberapa set dari tiga benda serupa, yang masing-masing benda ternyata salah satu bendanya terlalu besar (keras, panas, dll), yang lain terlalu kecil (lunak, dingin.. .), dan yang ketiga, perantara di antara keduanya, item tersebut ternyata “tepat”. Demikian pula, untuk berada di zona layak huni, sebuah planet tidak boleh terlalu jauh dari bintang atau terlalu dekat dengannya, namun berada pada jarak yang “tepat”.

Zona layak huni sebuah bintang

Batas-batas zona layak huni ditetapkan berdasarkan persyaratan keberadaan air cair di planet-planet yang berada di dalamnya, karena merupakan pelarut yang diperlukan dalam banyak reaksi biokimia.

Di luar batas luar zona layak huni, planet ini tidak menerima cukup radiasi matahari untuk mengkompensasi hilangnya radiasi, dan suhunya akan turun di bawah titik beku air. Sebuah planet yang terletak lebih dekat ke bintang daripada batas dalam zona layak huni akan menjadi sangat panas akibat radiasinya, menyebabkan air menguap.

Jarak dari bintang di mana fenomena ini mungkin terjadi dihitung dari ukuran dan luminositas bintang tersebut. Pusat zona layak huni suatu bintang tertentu digambarkan dengan persamaan:

Zona layak huni di tata surya

Ada perkiraan berbeda mengenai luasnya zona layak huni:

Zona layak huni galaksi

Pertimbangan bahwa lokasi sistem planet di dalam galaksi harus mempengaruhi kemungkinan berkembangnya kehidupan memunculkan konsep yang disebut. "zona layak huni galaksi" ( GHZ, zona layak huni galaksi ). Konsep ini dikembangkan pada tahun 1995 Guillermo Gonzalez, meskipun ada tantangannya.

Zona layak huni galaksi, menurut gagasan yang ada saat ini, adalah wilayah berbentuk cincin yang terletak di bidang piringan galaksi. Zona layak huni diperkirakan terletak di wilayah 7 hingga 9 kpc dari pusat galaksi, berkembang seiring waktu dan berisi bintang-bintang berusia 4 hingga 8 miliar tahun. Dari bintang-bintang tersebut, 75% lebih tua dari Matahari.

Pada tahun 2008, sekelompok ilmuwan menerbitkan simulasi komputer ekstensif yang menunjukkan bahwa, setidaknya di galaksi seperti Bima Sakti, bintang-bintang seperti Matahari dapat bermigrasi dalam jarak yang jauh. Hal ini bertentangan dengan konsep bahwa beberapa area di galaksi lebih cocok untuk pembentukan kehidupan dibandingkan area lainnya.

Pencarian planet di zona layak huni

Planet-planet di zona layak huni sangat menarik bagi para ilmuwan yang mencari kehidupan di luar bumi dan rumah masa depan umat manusia.

Persamaan Drake, yang berupaya menentukan kemungkinan adanya kehidupan cerdas di luar bumi, mencakup variabel ( tidak) sebagai jumlah planet yang dapat dihuni dalam sistem bintang yang memiliki planet. Menemukan Goldilocks membantu memperjelas nilai variabel ini. Nilai yang sangat rendah mungkin mendukung hipotesis unik Bumi, yang menyatakan bahwa serangkaian peristiwa yang sangat tidak terduga menyebabkan asal usul kehidupan di Bumi. Nilai yang tinggi dapat memperkuat prinsip Copernicus tentang posisi biasa-biasa saja: banyaknya planet Goldilocks berarti Bumi tidak unik.

Pencarian planet seukuran Bumi di zona layak huni bintang merupakan bagian penting dari misi ini, yang digunakan (diluncurkan 7 Maret 2009, UTC) untuk mensurvei dan mengumpulkan karakteristik planet-planet di zona layak huni. Pada April 2011, 1.235 kemungkinan planet telah ditemukan, 54 di antaranya terletak di zona layak huni.

Planet ekstrasurya pertama yang dikonfirmasi berada di zona layak huni, Kepler-22 b, ditemukan pada tahun 2011. Pada tanggal 3 Februari 2012, empat planet yang diketahui secara pasti diketahui berada di zona layak huni bintangnya.