Exoplanet Kepler-452b (kanan) dibandingkan dengan Bumi (kiri). Masuk akal untuk mempelajari planet mirip Bumi. Tapi ternyata mereka bukan kandidat yang paling mungkin untuk mendeteksi kehidupan di galaksi kita atau di alam semesta secara umum.
Salah satu tujuan paling menarik yang telah ditetapkan umat manusia untuk dirinya sendiri adalah menemukan kehidupan di luar bumi. Aktivitas biologi yang muncul dan tidak berhenti di beberapa dunia di luar bumi. Kesempatan ini tidak hanya didorong oleh imajinasi kita. Kami memiliki banyak bukti tidak langsung yang mengidentifikasi tempat potensial lain di mana kehidupan dapat muncul. Muncul sebagai hasil dari proses yang serupa dengan yang terjadi di masa lalu di Bumi. Ketika kita membandingkan kondisi yang ada dengan apa yang menurut kita dibutuhkan kehidupan, asumsi tersebut masuk akal.
Berbicara tentang berapa banyak planet yang "berpotensi dapat dihuni" - di tata surya, di Bima Sakti, dalam kelompok galaksi lokal , atau bahkan di alam semesta yang dapat diamati - adalah aktivitas yang menarik. Bagaimanapun, seseorang harus secara jujur menjelaskan asumsi yang digunakan untuk memperoleh estimasi ini. Semuanya mencerminkan ketidaktahuan kita, dan fakta paling tidak menyenangkan yang tidak dapat diabaikan: satu-satunya tempat di seluruh Alam Semesta di mana kita tahu dengan pasti tentang penampilan kehidupan adalah planet kita. Yang lainnya hanyalah tebakan. Untuk benar-benar jujur dengan diri kita sendiri, kita harus mengakui bahwa kita tidak tahu apa yang membuat planet "berpotensi dapat dihuni".
Ilustrasi tata surya muda di akhir fase pembentukan cakram protoplanet. Meskipun sekarang kami yakin bahwa kami memahami bagaimana matahari dan tata surya terbentuk, pandangan awal ini hanyalah ilustrasi. Hari ini kami hanya dapat mengamati orang yang selamat. Pada tahap awal pembentukan benda langit, ada lebih banyak lagi.
Jika kita sama sekali tidak tahu apa-apa tentang Semesta, kecuali bahwa kita tinggal di planet Bumi, dan bahwa kehidupan ada di sini, kita masih berhak berasumsi bahwa mungkin masih ada di suatu tempat di luar sana, jauh sekali. Bagaimanapun, pada akhirnya:
- Kita hidup di dunia yang terbentuk secara alami.
- Itu terdiri dari bahan-bahan sederhana - atom, molekul, dll. - dibentuk secara alami.
- Ia mengorbit sebuah bintang, memancarkan energi dengan cara yang relatif stabil selama miliaran tahun.
- Kehidupan di planet kita terbentuk tidak lebih dari beberapa ratus juta tahun setelah pembentukan Bumi itu sendiri.
Sangat masuk akal untuk mengasumsikan bahwa ada penjelasan alami untuk penampakan kehidupan di dunia kita. Kemudian, jika di dunia lain akan ada kondisi bersahabat yang sama untuk kehidupan yang ada di Bumi pada tahap awal, maka mungkin kehidupan juga bisa muncul di dunia ini. Jika aturan yang mengatur alam semesta sama di mana-mana, maka kita hanya perlu menemukan dan mendefinisikan dunia tempat terjadi proses yang sama yang memunculkan kehidupan di Bumi. Dan mungkin eksplorasi dunia yang "berpotensi dihuni" ini akan memungkinkan kita menemukan kehidupan di sana juga.
Pohon kehidupan menggambarkan evolusi dan perkembangan berbagai organisme di Bumi. Meskipun kita semua adalah keturunan dari satu nenek moyang yang hidup lebih dari 2 miliar tahun yang lalu, keanekaragaman bentuk kehidupan muncul melalui proses yang kacau. Mereka tidak akan mengulang dengan tepat, bahkan jika kita memundurkan dan menyalakan ulang jam berkali-kali.
Ini tentu saja lebih mudah diucapkan daripada dilakukan. Mengapa? Di sini kita bertemu dengan ketidaktahuan besar pertama: kita tidak tahu bagaimana kehidupan muncul. Bahkan jika Anda melihat totalitas pengetahuan ilmiah saat ini, ada celah di tempat terpentingnya. Kita tahu bagaimana bintang terbentuk, bagaimana tata surya dan planet terbentuk. Kita tahu bagaimana inti atom terbentuk, bagaimana mereka bergabung di interior bintang, menciptakan unsur-unsur berat, dan bagaimana unsur-unsur ini diproses di alam semesta, berpartisipasi dalam kimia kompleks.
Dan kita tahu cara kerja kimia: atom mengikat secara alami, menghasilkan molekul dalam berbagai konfigurasi. Kami menemukan molekul kompleks ini di seluruh alam semesta, dari bagian dalam meteorit hingga lontaran bintang muda, dari awan gas antarbintang hingga cakram protoplanet yang sedang dalam proses pembentukan planet.
Karena semua ini, kita tidak tahu bagaimana beralih dari kimia anorganik kompleks ke organisme biologis nyata. Sederhananya, kita tidak tahu bagaimana membuat hidup menjadi tidak hidup.
Chao He menjelaskan cara kerja PHAZER, kamera untuk mensimulasikan berbagai kondisi atmosfer yang dipasang di laboratorium Horst di Universitas Johns Hopkins. Molekul organik dan O 2 telah dibuat dalam proses anorganik, tetapi tidak ada yang pernah menciptakan kehidupan dari kehidupan tak bernyawa.
Dan dalam hal ini, saya tidak melebih-lebihkan ketika saya mengatakan bahwa "kami tidak tahu". Meskipun:
- pencarian aktivitas biologis di planet lain di tata surya, yang terjadi pada batas kemampuan kita;
- gambar spektroskopi atmosfer dari semua exoplanet yang hanya dapat kita potret;
- penembakan langsung dari berbagai exoplanet karena dekomposisi cahaya yang berasal darinya;
- upaya untuk mensintesis kehidupan dari kehidupan dalam kondisi laboratorium;
- mencari tanda-tanda teknologi dalam peradaban yang berpotensi cerdas di mana pun kita bisa melihat;
kita tidak memiliki satu pun bukti keberadaan kehidupan di planet lain selain Bumi. Terlepas dari semua tanda tidak langsung yang telah kami kumpulkan untuk mendukung kemungkinan munculnya kehidupan di berbagai tempat, ada bukti kuat tentang keberadaan kehidupan hanya untuk Bumi, dan ke mana kami mengirimkan kehidupan dari Bumi.
Ada empat eksoplanet yang dikonfirmasi di sekitar HR 8799, yang semuanya lebih masif dari Jupiter. Semuanya ditemukan melalui pengamatan langsung selama tujuh tahun, dan mematuhi hukum gerak planet yang sama dengan planet tata surya - hukum Kepler.
Ini bukan untuk mengatakan bahwa kita tidak tahu apa-apa tentang kemungkinan keberadaan kehidupan di tempat lain. Kami tahu banyak, dan dengan setiap informasi baru kami belajar lebih banyak lagi. Kita, misalnya, tahu bagaimana mengukur, menghitung, dan mengkategorikan bintang-bintang di sekitar kita, di galaksi kita, dan bahkan di seluruh alam semesta. Kami mempelajari bahwa bintang mirip Matahari adalah hal biasa, dan 15-20% dari semua bintang memiliki suhu, kecerahan, dan masa hidup yang sebanding dengan Matahari kita.
Menariknya, sekitar 75-80% bintang adalah katai merah. Suhu dan kecerahannya lebih rendah dari matahari, dan umurnya lebih lama. Sistem ini berbeda dalam banyak hal penting dari sistem kita: orbitnya lebih pendek; planet harus tertangkap pasang surut; flare bintang tidak jarang; bintang memancarkan radiasi pengion dalam jumlah yang tidak proporsional. Namun, kami tidak memiliki cara untuk menilai apakah planet mereka layak huni (atau kurang, atau lebih layak huni) daripada planet yang mengorbit bintang yang mirip dengan Matahari. Dengan tidak adanya bukti, tidak ada kesimpulan yang jelas dapat ditarik.
Ilustrasi artis tentang planet ekstrasurya yang berpotensi dapat dihuni yang mengorbit bintang mirip matahari. Di luar Bumi, kita belum menemukan dunia berpenghuni pertama. Proyek TESS mengumpulkan bagi kita daftar yang paling mungkin, kandidat pertama untuk gelar ini.
Bagaimana dengan pelajaran yang telah kita pelajari dari tata surya kita? Mungkin Bumi dan dunia unik di antara yang ada di halaman kosmik kita - satu-satunya planet yang tampaknya tertutup kehidupan - tapi mungkin bukan satu-satunya dunia tempat kehidupan dulu atau masih berkembang saat ini.
Permukaan Mars mungkin memiliki air cair selama satu miliar tahun sebelum membeku - dapatkah kehidupan berkembang di atasnya dalam sejarah kuno tata surya? Bisakah dia bertahan hidup di waduk bawah tanah hari ini?
Venus bisa saja memiliki masa lalu yang lebih moderat, dan air cair dapat hadir di permukaannya selama beberapa waktu. Bisakah dia melahirkan kehidupan, dan dapatkah kehidupan bertahan di awan Venus, yang kondisinya lebih mirip dengan Bumi?
Bagaimana dengan lautan di bawah permukaan dunia yang tertutup es yang dipanaskan oleh kekuatan pasang surut - Enceladus, Europa, Triton, Pluto? Bagaimana dengan dunia yang memiliki metana cair di permukaannya, bukan air cair, seperti Titan? Bagaimana dengan dunia besar dengan potensi air bawah tanah seperti Ganymede?
Sampai kita benar-benar menjelajahi dunia terdekat ini, kita harus mengakui ketidaktahuan kita: kita bahkan tidak tahu seberapa padat penduduk tata surya.
Jauh di bawah air, di mana cahaya kurang, kehidupan berkembang di sekitar ventilasi hidrotermal bumi. Salah satu pertanyaan terbesar yang belum terselesaikan dalam sains saat ini adalah bagaimana menciptakan kehidupan dari kehidupan yang tidak hidup. Tetapi jika kehidupan bisa ada di sana, maka mungkin kehidupan juga ada di dasar lautan Eropa atau Enceladus. Jawaban ilmiah untuk teka-teki ini akan membantu menyediakan data dalam jumlah yang lebih banyak dan kualitas yang lebih baik, yang kemungkinan besar dikumpulkan dan dianalisis oleh para ahli.
Bagaimana dengan kehidupan yang ada atau berasal dari ruang antarbintang? Bagi banyak orang, gagasan ini tampak tidak masuk akal, namun dengan menelusuri sejarah kehidupan di Bumi, kita akan melihat betapa rumitnya hal itu sejak awal. Kehidupan saat ini terdiri dari puluhan ribu asam nukleat berpasangan basa yang menyandikan informasi.
Dan pada saat yang sama, jika Anda melihat bahan dasar yang kita temukan di seluruh alam semesta, maka di antara mereka tidak hanya akan ada molekul inert sederhana. Kami menemukan molekul organik di sana, seperti gula, asam amino, etil format : molekul yang memberikan bau raspberry. Kami menemukan molekul karbon kompleks - hidrokarbon aromatik polisiklik .
Kami bahkan menemukan lebih banyak asam amino alami daripada yang terlibat dalam proses kehidupan di Bumi. Kami hanya memiliki 20 asam amino aktif, dan semuanya memiliki kiral yang sama . Tapi hanya dalam satu meteorit Murchisonmenemukan sekitar 80 asam amino unik, beberapa di antaranya "kidal", dan beberapa "tidak kidal". Terlepas dari keberhasilan kehidupan di Bumi, kita sama sekali tidak tahu apakah cara lain untuk mengembangkan kehidupan mungkin dilakukan, dan seberapa besar kemungkinannya hal itu.
Dalam meteorit Murchison, yang jatuh di Australia pada abad ke-20, mereka menemukan sejumlah besar asam amino yang tidak ditemukan di alam kita. Fakta bahwa lebih dari 80 asam amino unik dapat ditemukan di sebuah batu luar angkasa biasa menunjukkan bahwa bahan-bahan kehidupan lain, atau bahkan kehidupan itu sendiri, bisa saja terbentuk di suatu tempat di alam semesta. Bahkan mungkin di planet tanpa bintang induk.
Bagaimana dengan lingkaran dalam kita? Akankah ada kemungkinan yang lebih besar untuk kemunculan dan kemakmuran kehidupan di sistem bintang, di mana persentase unsur berat lebih besar (atau lebih kecil)? Bagaimana dengan raksasa gas seperti Jupiter yang terletak di garis salju - apakah itu baik, buruk, atau tidak mempengaruhi apa pun? Bagaimana dengan lokasi kita di dalam Galaksi - apakah itu khusus atau umum? Kita bahkan tidak tahu dengan kriteria apa layak mencari kandidat yang cocok untuk keberadaan kehidupan di antara ~ 400 miliar bintang di Galaksi kita.
Dan tetap saja, selalu ada pernyataan serupa dengan yang beredar beberapa minggu lalu - bahwa ada 300 juta planet yang berpotensi dapat dihuni di galaksi Bima Sakti.... Klaim semacam itu telah dibuat sebelumnya, dan akan dibuat berkali-kali, sampai kita memiliki titik jangkar yang berarti berikutnya dalam data: planet di luar Bumi, di mana kita menemukan tanda-tanda keberadaan biosfer yang meyakinkan dan dapat diandalkan (atau setidaknya petunjuk dari kehadirannya). Sampai saat itu, semua tajuk berita tersebut harus dipandang dengan sangat skeptis, karena kita tahu sangat sedikit tentang kelayakhunian planet bahkan untuk membahas arti dari kata-kata “berpotensi dapat dihuni”.
Jika teleskop luar angkasa seperti Kepler atau TESS mengamati bintang-bintang yang berbeda, mereka dapat mendeteksi fluktuasi periodik dalam luminositas. Pengamatan selanjutnya dapat mengonfirmasi bahwa mereka memiliki planet, dan semua datanya memungkinkan kita untuk merekonstruksi parameter massa, jari-jari, dan orbitnya.
Dan saya sama sekali tidak meremehkan kemajuan luar biasa yang telah kami buat dalam studi planet ekstrasurya. Berkat kombinasi teleskop seperti Kepler atau TESS, yang supersensitif terhadap perubahan periodik kecerahan bintang, dan teleskop besar di darat yang dapat mengukur pergeseran periodik garis spektral dalam cahaya bintang, kami telah menemukan ribuan planet yang dikonfirmasi di bintang lain. Secara khusus, dalam kasus terbaik, kita dapat menghitung massa dan jari-jari planet dan bintang, serta suhu bintang dan periode orbit planet.
Hal ini memungkinkan kita untuk berspekulasi tentang berapa suhu permukaan planet jika ia memiliki atmosfer yang mirip dengan Bumi. Semua ini mungkin terdengar masuk akal, seperti mencoba menyamakan "potensi kelayakhunian" dengan "suhunya sedemikian rupa sehingga bisa ada air cair di permukaan," tetapi klaim ini bertumpu pada sekumpulan asumsi yang didasarkan pada bukti yang goyah. Faktanya, kita hanya perlu mendapatkan data dengan kualitas yang lebih baik sebelum membuat kesimpulan yang bermakna tentang kelayakan huni.
4000 , 2500 , . . , - , . TESS : , . (, ) ( ). , , .
Dalam pencarian kita untuk kehidupan di luar Bumi, penting untuk tetap jujur tentang keadaan saat ini dan terbuka terhadap apa pun yang mungkin kita temukan di masa depan. Kita tahu bahwa kehidupan muncul di Bumi cukup awal, dan telah bertahan serta berkembang sejak saat itu. Kita tahu bahwa jika kita mencari planet dengan sejarah, sifat, dan kondisi yang mirip, kita kemungkinan besar akan menemukan planet terdekat dengan tingkat keberhasilan yang sama. Ini adalah cara pencarian yang konservatif dan sangat masuk akal.
Namun, pemikiran seperti itu pada dasarnya terbatas. Kita tidak tahu apakah kemunculan kehidupan di dunia lain dengan sejarah, properti, dan kondisi yang berbeda tidak akan sama (atau bahkan lebih) seperti itu. Kami tidak tahu bagaimana probabilitas ini didistribusikan di antara banyak sekali planet di alam semesta. Dan kita tidak tahu seberapa besar kemungkinan kehidupan yang kompleks, beragam, makroskopis, atau bahkan cerdas muncul setelah kehidupan dapat berakar. Ada banyak alasan untuk percaya bahwa kehidupan juga ada di tempat lain di Semesta, dan ada motivasi yang kuat untuk mencarinya. Tetapi sampai kita memiliki pemahaman yang lebih baik tentang di mana kehidupan dan di mana tidak, kita tidak punya cara untuk menilai berapa banyak dunia yang "berpotensi dihuni" yang bisa ada.