Ciri Ciri Planet yang layak untuk dihuni

Ciri Ciri Planet yang layak untuk dihuni

Judhistira Aria Utama (Himpunan Astronom Amatir Bandung)

Bayangkan sumber daya di Bumi sudah habis terkuras. Lingkungan tidak lagi nyaman untuk

dihuni seiring dengan makin membeludaknya jumlah manusia. Lantas, di mana selanjutnya kita

akan berada? "Diam- diam" para ahli sedang sibuk mencari jawabannya.

Daerah hunian (habitable zone) didefinisikan sebagai tempat dalam suatu rentang jarak

tertentu dari bintang induk yang memungkinkan keberadaan air, dalam wujud cair, di

permukaan planet pengiringnya. Secara teori, kondisi yang memungkinkan dijumpainya air

dalam fase ini akan mendukung munculnya "benih-benih kehidupan". Air dalam wujud cair

merupakan pelarut terbaik yang akan memungkinkan berlangsungnya reaksi dari berbagai

unsur maupun senyawa kimia yang ada. Karena itu, tidak mengherankan bila keberadaan air

dalam fase ini dijadikan pertanda yang akan memberikan harapan bagi kemunculan suatu

bentuk kehidupan.

Planet-planet raksasa di luar Tata Surya yang mengorbit bintang-bintang setipe Matahari

(extrasolar planets) sejauh ini tidak masuk ke dalam pertimbangan sebagai tempat layak huni

untuk kehidupan seperti yang kita kenal. Bila demikian halnya, lantas di mana kita dapat

menaruh harap? Jawaban yang masuk akal adalah di satelit-satelit alam yang dimiliki planetplanet gas tersebut.

Dalam Tata Surya kita, semakin besar massa suatu planet gas, makin besar pula massa total

satelit-satelitnya. Artinya, bisa saja planet-planet gas luar Tata Surya tersebut dengan

ukurannya yang jauh lebih besar dibandingkan dengan Jupiter akan memiliki satelit seukuran

Planet Mars, misalnya. Dipilihnya satelit-satelit alam sebagai situs yang "menjanjikan" tidak

terlepas dari fakta bahwa banyak di antara planet-planet gas raksasa tersebut yang berada di

"habitable zone" dari bintang-bintang induknya (1-1,9 AU; 1 AU sekitar 150 juta kilometer).

Pertanyaan selanjutnya adalah syarat-syarat apa yang harus dimiliki bakal hunian alternatif

tersebut untuk dapat memberikan daya dukung bagi kehidupan?

Keberadaan atmosfer

Untuk dapat menjadi tempat hunian yang ideal, satelit-satelit tersebut harus memiliki atmosfer.

Bumi, satunya-satunya planet di Tata Surya yang hingga kini mampu memberikan daya dukung

bagi tumbuh-kembang berbagai bentuk kehidupan, memiliki atmosfer yang moderat. Bulan

sebagai satelit alami Bumi dengan massa sekitar 1/100 kali massa Bumi justru tidak memiliki

atmosfer sama sekali. Dari sini, satelit-satelit extrasolar planets tersebut harus jauh lebih besar

daripada ukuran Bulan kita, setidaknya seukuran satelit-satelit terbesar dari planet-planet

raksasa di Tata Surya.

Lapisan udara yang menyelimuti permukaan satelit ini berguna dalam melindungi kehidupan di

permukaannya terhadap bombardir radiasi-radiasi berbahaya dari angkasa, di samping

berperan pula sebagai penjaga temperatur permukaan agar tetap nyaman. Untuk dapat

mempertahankan keberadaan atmosfer dalam jangka waktu yang lama, proses pelepasan gasgas

atmosfer-utamanya di atmosfer bagian atas-harus berjalan lambat. Ini bisa dicapai bila

temperatur atmosfer di sana cukup rendah atau satelit yang bersangkutan cukup masif

sehingga akan mempunyai kecepatan lepas (escape velocity) yang besar untuk dapat

menahan lolosnya atom-atom gas di lapisan atas tersebut.

Bercermin pada apa yang telah terjadi di Bumi, para ilmuwan meyakini bahwa atmosfer di

planet hijau ini terbentuk dari gas-gas yang dikeluarkan dari perut Bumi melalui aktivitas

vulkanik. Penjelasan lebih lengkap agaknya diperlukan mengingat komposisi atmosfer saat ini

yang jauh berbeda dengan gas-gas yang dihasilkan gunung berapi; aktivitas vulkanik tidak

"membuang" oksigen ke angkasa, sementara di atmosfer sekitar 21 persen merupakan gas ini.

Apa yang membuat atmosfer Bumi berubah secara drastis? Dari mana oksigen yang menjadi

"gas hidup" bagi organisme aerob ini berasal?

Dua buah teori telah diusulkan untuk menjelaskan bagaimana terbentuknya oksigen. Yang

pertama adalah melalui proses fotodisosiasi, yaitu pemecahan uap air oleh cahaya ultraviolet

yang akan menghasilkan hidrogen bebas dan oksigen menurut reaksi: 2H2 + Ultraviolet 2H2O

Sayangnya, karena atom gas ringan seperti hidrogen akan dengan mudah lepas dari gravitasi

Bumi, proses ini tidak akan mampu menyediakan oksigen dalam jumlah yang melimpah seperti

yang sekarang kita jumpai.

Teori kedua mengusulkan bahwa sumber oksigen tidak lain adalah kehidupan itu sendiri,

melalui proses yang disebut fotosintesis, di mana karbon dioksida dan air bereaksi untuk

membentuk karbohidrat dan oksigen, 6CO2 + 6H2O C6H12O6+ 6O2

Diperkirakan, 99 persen dari jumlah total oksigen yang dibebaskan ke atmosfer sejak masamasa

awal Bumi diperoleh dari proses fotosintesis ini, sementara hanya 1 persennya yang

berasal dari fotodisosiasi.

Aktivitas geologi

Aktivitas geologi di Bumi dimungkinkan ada karena tersedianya sumber panas internal di pusat

Bumi. Aktivitas geologi ini diperlukan dalam menjalankan siklus karbonat-silikat yang akan

mengontrol temperatur atmosfer secara menyeluruh. Ketiadaan aktivitas geologi ini akan

membuat lingkungan mengalami pendinginan hingga menjadi zaman es abadi.

Siklus karbonat-silikat, seperti yang kita jumpai berlangsung di Bumi, dimulai dengan reaksi

antara karbon dioksida dan mineral-mineral silikat. Hasil reaksi yang terbentuk akan terbawa

sampai ke laut dan tersimpan dalam bentuk deposit karbonat. Selanjutnya, melalui aktivitas

geologi seperti proses tektonik, deposit karbonat tersebut dapat mencapai litosfer (lapisan

batuan) di permukaan Bumi. Setibanya di permukaan Bumi, deposit karbonat akan mengalami

pemanasan dan diubah kembali menjadi karbon dioksida melalui aktivitas vulkanik.

Keberadaan karbon dioksida di atmosfer akan menahan kalor yang diterima dari Matahari

lepas kembali untuk menjaga kestabilan temperatur di permukaan. Sumber panas internal bagi

planet-planet seperti Bumi berasal dari peluruhan isotop radioaktif. Semakin masif planet yang

bersangkutan, semakin lama siklus karbonat-silikat yang dapat berlangsung.

Pada satelit-satelit extrasolar planets, selain peluruhan isotop radioaktif, sumber panas internal

yang mereka miliki juga diperoleh dari proses pemanasan akibat pasang-surut (tidal heating).

Io, salah satu satelit terbesar Jupiter, adalah contohnya. Satelit paling dalam di antara ke

empat satelit Galilean ini dipastikan mengalami tidal heating dan menjadikannya benda langit

alami pengiring planet dengan aktivitas vulkanik paling aktif di Tata Surya kita. Besar-kecilnya

tidal heating sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor, seperti massa satelit dan planet

induknya, struktur internal satelit yang bersangkutan, ukuran setengah sumbu-panjang dan

kelonjongan orbit satelit, serta jauh-dekatnya orbit satelit ini terhadap satelit lain (bila ada)

dalam sistem tersebut.

Panjang hari

Model komputer yang ada menunjukkan bahwa sembarang satelit yang mengorbit extrasolar

planets dapat mencapai sinkronisasi orbit, artinya waktu yang diperlukan satelit tersebut untuk

satu kali berotasi sama dengan selang waktu yang diperlukannya untuk satu kali mengelilingi

planet induk (revolusi). Menurut definisi sinkronisasi orbit yang lebih tegas, periode rotasi satelit

tersebut juga tepat sama dengan periode rotasi planetnya.

Peristiwa yang sama telah terjadi pada Bulan kita. Selama ini wajah Bulan yang menghadap

Bumi adalah wajah yang sama, hasil dari interaksi pasang-surut selama lebih dari ratusan juta

tahun yang lalu. Satu hari di Bulan berjalan lebih lama daripada di Bumi, yakni selama lebih

kurang 27 hari Bumi (sama dengan waktu yang diperlukannya untuk mengitari Bumi satu kali).

Kasus yang lebih ekstrem terjadi pada satu-satunya satelit Pluto, Charon. Selain memiliki

periode rotasi yang sama dengan periode orbitnya, periode rotasi Charon juga sama dengan

periode rotasi Pluto (sekitar enam hari Bumi). Sebagai akibatnya, selain bahwa wajah Charon

yang sama selalu menghadap ke Pluto, juga wajah Charon hanya dapat dinikmati dari

permukaan Pluto dari satu belahan saja. Bayangkan, malam hari di satu belahan Pluto akan

selalu berhiaskan wajah Charon, sementara malam hari di belahan lainnya tidak akan pernah

menjumpai penampakan satelit tersebut.

Dengan asumsi bahwa satelit-satelit yang dimiliki extrasolar planets memiliki periode orbit 1,7-

16 hari Bumi seperti halnya satelit-satelit terbesar yang ada di Tata Surya kita, perhitungan

yang dilakukan Stephen Dole (1960) menunjukkan bahwa satelit dengan atmosfer seperti yang

dimiliki Bumi tidak akan mampu menyediakan tempat yang dapat mendukung kehidupan saat

periode rotasinya lebih dari empat hari. Pada kondisi ini, perubahan temperatur di permukaan

satelit akan menjadi sangat besar.

Ukuran orbit

Ukuran orbit, dalam hal ini setengah sumbu-panjang dan kelonjongan, sangat berpengaruh

terhadap daya dukung planet. Sejumlah extrasolar planets yang berhasil ditemukan sejauh ini

berada di dalam habitable zone tersebut. Sementara itu, sejumlah lainnya diketahui memiliki

orbit yang sangat eksentrik (elips) yang berakibat pada perbedaan jumlah kalor yang diterima

planet dan satelit dari bintang induknya.

Saat planet dan satelit pengiring berada di titik terjauh di dalam orbit, jumlah kalor yang

diterimanya akan lebih sedikit daripada saat mereka berada di titik terdekat di dalam orbit.

Semakin elips bentuk suatu orbit, akan semakin besar pula perbedaan jumlah kalor yang

diterima permukaan planet dan satelit pada saat berada di titik terdekat dan terjauhnya.

Sebagai contoh adalah seperti yang terjadi pada sistem keplanetan 16 Cygni B yang berada

dalam sistem bintang ganda berpasangan dengan bintang 16 Cygni A. Planet yang mengorbit

bintang 16 Cygni B memiliki kelonjongan yang besar, senilai 0,67.

Bintang 16 Cygni B sebagai bintang induk memiliki luminositas (jumlah energi yang

dipancarkan seluruh permukaan bintang ke segala arah per detiknya) sebesar 1,4 kali

luminositas Matahari (luminositas Matahari= 385 triliun triliun watt). Meskipun rata-rata jumlah

energi yang diterima planet dari bintang induknya hanya setengah kali yang diterima Bumi dari

Matahari, akibat orbit planet yang sangat lonjong variasi yang terjadi sangat besar, dari 20

persen hingga 260 persen jumlah energi yang diterima permukaan Bumi. Tentunya hal ini

berpengaruh pula terhadap satelit yang mengiringi planet tersebut.

Akankah satelit-satelit alam yang mengiringi planet-planet gas raksasa tersebut suatu saat di

masa depan dapat menjadi tempat yang nyaman untuk dihuni? Seperti halnya Bumi yang perlu

waktu untuk menyediakan lingkungan yang nyaman bagi keberadaan kehidupan, semua amat

bergantung pada proses evolusi yang berlangsung di sana.

Kalaupun di suatu saat nanti terbukti mampu menyediakan tempat yang nyaman bagi

keberlangsungan kehidupan, mungkinkah peradaban manusia di muka Bumi ini berusia cukup

panjang untuk bisa menyaksikannya? Ataukah justru umat manusia telah berhasil membentuk

koloni di ruang angkasa seperti yang diimpikan mendiang astronom besar Carl Sagan? Atau

melakukan perjalanan antarbintang dan menemukan daerah layak huni lainnya sebagai

pengganti Bumi yang telah sesak?

Segalanya serba mungkin, dan yang terpenting adalah kesadaran untuk merawat Bumi yang

telah menghidupi kita sekian lama ini.

Sumber : Kompas (24 September 2004)

Posted in: Berita