Dari semua tempat yang pernah kita perhatikan di alam semesta, hanya Bumi yang memberi kita bukti adanya kehidupan. Tapi kenapa? Kerana hidup jarang berlaku, dan memerlukan kita semua keadaan yang kita miliki di Bumi agar dapat dikekalkan? Atau kerana kehidupan ada di mana-mana, tetapi kita dapati di sini kerana ia adalah tempat paling mudah untuk mencarinya?
Oleh kerana segala sesuatu di Bumi disusun sebagaimana adanya, kita terbiasa percaya bahawa jika kita mempunyai planet dan bintang dengan sifat yang sama dengan Bumi dan Matahari - dengan usia yang sama, dengan jarak, ukuran dan jisim orbit yang sama, dari bahan yang sama, maka kita akan mendapat kehidupan semula. Kami juga menganggap bahawa kombinasi lain kurang cenderung. Tetapi semua andaian kita mungkin salah. Bumi boleh menjadi jarang seperti kehidupan.
Pada tahun 2015, NASA mengumumkan penemuan Kepler-452b dan menyebutnya "exoplanet paling mirip Bumi" yang pernah ditemui. Sudah tentu, dia mempunyai banyak persamaan dengan Bumi, dan bintangnya mempunyai banyak persamaan dengan Matahari:
- Bintang asalnya sangat mirip dengan Matahari dari segi suhu, jisim dan ukuran: ia adalah bintang G2, kira-kira kecerahan yang sama dan jangka hayat keseluruhan.
- Ia berputar pada jarak yang hampir sama dan dengan jangka masa yang hampir sama dengan planet kita di sekitar Matahari: 385 hari dan bukannya 365.
- Bintang di mana ia berputar tidak jauh lebih maju daripada Matahari kita: berusia 1.5 bilion tahun lebih tua, yang bermaksud ia adalah 20% lebih bertenaga dan 10% lebih sejuk.
Video promosi:
- Planet itu sendiri tidak jauh lebih besar daripada Bumi kita, dan radius 60% lebih besar.
Dan walaupun keadaan ini nampaknya "serupa dengan duniawi", dunia yang ditemui tentu saja tidak ada hubungannya dengan Bumi.
Dalam sistem suria kita, perbezaan antara Bumi dan Venus sangat kecil: sekitar 5% dalam radius. Sebagai perbandingan, perbezaan antara Bumi dan Uranus atau Neptunus sangat besar: dunia ini adalah empat kali ukuran Bumi dalam radius. Oleh itu, 60% lebih mungkin tidak berlebihan, tetapi ada kemungkinan besar bahawa kita akan menjumpai sebuah planet yang padat dengan atmosfer yang tipis, yang akan mempunyai sifat-sifat gergasi gas: cengkerang gas atmosfera yang besar. Sebenarnya, ada tetingkap yang sangat sempit yang harus dianggap "terestrial" dari segi ukuran planet, dan penyimpangan lebih dari 10-20% dari ukuran daratan akan terlalu besar.
Walau bagaimanapun, ada setiap alasan untuk mempercayai bahawa planet terestrial adalah perkara biasa. Hasil terbaru dari teleskop Kepler menunjukkan bahawa terdapat sekurang-kurangnya 17 bilion planet bersaiz Bumi di cakera Bima Sakti, dan sekurang-kurangnya beberapa peratus bintang akan mempunyai sekurang-kurangnya satu dunia seperti Bumi di dekatnya. Walaupun tujuan utama kami adalah, tentu saja, untuk mencari dunia dengan kehidupan biologi yang maju - lebih baik dunia yang hidup semasa letupan Cambrian - pemikiran kita selalu kembali kepada kembar Bumi. Tetapi gandaan seperti itu, walaupun wujud, mungkin bukan tempat terbaik untuk dilihat.
Matahari kita adalah bintang kelas G berusia 4.6 bilion tahun. Walaupun kami fikir ia adalah salah satu yang paling biasa, tidak: bintang kami lebih besar daripada 95% dari semua bintang. Kerdil M, bintang merah kecil, adalah jenis bintang yang paling biasa di alam semesta: tiga perempat dari semua bintang adalah kerdil M. Lautan di planet kita akan mendidih dalam satu miliar tahun, tetapi bintang M akan terbakar pada suhu yang stabil selama puluhan trilion tahun.
"Kepler" menjumpai banyak planet daratan berhampiran bintang-M ini, yang terletak di tempat yang sesuai untuk air di permukaannya dalam keadaan cair dan yang jisimnya cukup sesuai untuk definisi daratan. Dan sementara bintang M lebih cenderung memancarkan suar dan planet semestinya lebih dekat dengannya, mereka juga memberikan persekitaran yang lebih stabil untuk planet mereka, dengan radiasi ultraviolet yang lebih sedikit dan peningkatan perlindungan dari manifestasi ganas antara ruang dan antara bintang. Kekuatan pasang surut dari bintang mereka juga lebih kuat, dan tempoh orbitnya yang dipendekkan memberi mereka cara mudah untuk menghasilkan medan magnet yang besar, mungkin melindungi dari suar.
Sistem ini agak biasa, tetapi sistem kembar Bumi tidak. Apa yang kita perlukan untuk "berganda" yang sebenarnya? Pertama sekali kita memerlukan bintang seperti Matahari. Ini bermaksud bahawa bintang tidak hanya boleh mempunyai suhu dan jenis spektrum yang sama, tetapi juga usia yang hampir sama. Ia memerlukan masa untuk hidup berkembang dan berkembang menjadi sesuatu yang menarik, yang bermaksud kita memerlukan sistem bintang yang berusia berbilion tahun. Tetapi kita tidak boleh menunggu terlalu lama, kerana seiring bertambahnya usia bintang, wilayah inti yang menghubungkan hidrogen dengan helium tumbuh, dan daya keluaran meningkat (dan dengan itu kecerahan dan suhu). Akhirnya, planet-planet (seperti Bumi) yang dulunya dapat didiami akan menjadi terlalu panas, air mendidih dan menghalang kehidupan daripada berkembang.
Katakan kita mempunyai jangka masa 1-2 bilion tahun, iaitu kira-kira 10% kehidupan bintang. Terdapat kira-kira 200-400 bilion bintang di galaksi kita, dan kira-kira 7.6% daripadanya adalah bintang kelas G, seperti Matahari kita. Walaupun Matahari kita diklasifikasikan sebagai bintang G2V dengan lebih tepat, ia masih menunjukkan bahawa kira-kira 10% daripada semua bintang kelas G akan mempunyai jenis yang sama dengan Matahari kita. Di bahagian atas, terdapat 400 bilion bintang, 7.6% daripadanya adalah kelas G, 10% daripadanya adalah subkelas yang sama dengan Matahari, 10% daripadanya adalah usia yang tepat untuk kehidupan yang menarik. Ini adalah 300 juta bintang. Tetapi walaupun begitu, tidak semua dari mereka akan mempunyai unsur-unsur berat yang cukup untuk menciptakan duniawi.
Di atas anda dapat melihat spektrum Matahari. Dengan kata lain, garis yang anda lihat mewakili pelbagai atom dan hubungannya. Terdapat banyak dari mereka di Matahari, dan mereka mempunyai hubungan yang sangat spesifik. Petunjuk yang bukan hidrogen atau helium, tetapi mensintesis bahan di Matahari, ahli astronomi memanggil logam. Sekiranya kita mahukan planet terestrial, kita memerlukan bintang dengan logam seperti suria. Ia tidak begitu teruk; sehingga 25% bintang yang terbentuk bersamaan dengan Matahari kita adalah bintang pertengahan populasi I, dan banyak dari mereka (mungkin sekitar 15%) mempunyai logam yang sama dengan Matahari kita.
Ternyata di galaksi kita ada 11 juta bintang seperti kita, dengan indeks unsur berat yang sama. Berapa banyak daripada 11 juta "kembar" suria ini yang mempunyai kembar Bumi di zon yang boleh dihuni?
Kita perlu membentuk planet padat dengan ukuran yang tepat, dengan unsur yang cukup, jumlah air yang tepat, dan di tempat yang tepat untuk dianggap sebagai kembar Bumi. Semua masalah ini saling berkaitan. Seseorang akan berfikir bahawa jika bintang pusat mempunyai kelimpahan unsur yang betul, maka planet yang dihasilkan harus mempunyai nisbah ketumpatan dan radius yang sama seperti pada sistem suria kita. Tetapi jika planet anda mempunyai radius 20% lebih banyak daripada Bumi, anda pasti akan mendapat sampul gas cahaya - hidrogen dan helium - yang akan melindungi planet anda, walaupun anda berada di bahagian dalam sistem suria.
Dunia yang 60% lebih besar daripada Bumi akan menjadi lima kali jisimnya, yang terlalu banyak untuk menjadi planet padat dengan atmosfer yang tipis. Sekiranya kita meneliti semua anggaran sekali lagi, kita memperoleh dari empat puluh hingga seratus ribu planet terestrial dengan orbit jenis terestrial di sekitar bintang jenis suria. Dengan 400 bilion bintang, kemungkinannya sangat tipis.
Dan ingat bahawa tujuan sebenar mencari planet seperti itu adalah untuk mencari dunia yang dapat menyokong kehidupan seperti Bumi. Dan jika itu adalah tujuannya, jangan cari "ganda" Bumi; lebih baik mencari planet yang lebih kecil berhampiran bintang kelas M. Lebih baik mencari dunia terestrial di zon yang berpotensi dapat dihuni berhampiran bintang. Akan ada banyak lagi pilihan.
ILYA KHEL
