Summer Solstice 2022 dan Pencarian Kehidupan di Galaksi

Artikel ini, awalnya diterbitkan pada tahun 2018, telah diperbarui untuk mencerminkan tanggal titik balik matahari 2022.

Pada titik balik matahari musim panas Selasa ini, Belahan Bumi Utara akan tenggelam ke arah matahari dan mandi di bawah sinar matahari langsung lebih lama daripada hari-hari lain dalam setahun. Itu akan menyebabkan matahari terbit lebih awal, naik tinggi ke langit — menyapu jauh di atas cakrawala kota atau puncak gunung — dan terbenam hingga larut malam.

Titik balik matahari terjadi karena Bumi tidak berputar tegak tetapi bersandar 23,5 derajat pada sumbu miring. Lekukan, atau kemiringan seperti itu, telah lama menyebabkan para astronom bertanya-tanya apakah kemiringan Bumi — yang dapat kalian bantah berada di titik manis di antara kemiringan yang lebih ekstrem — membantu menciptakan kondisi yang diperlukan untuk kehidupan.

Ini adalah pertanyaan yang telah dibawa ke garis depan penelitian karena para ilmuwan telah menemukan ribuan planet ekstrasurya yang mengelilingi bintang-bintang lain di dalam galaksi kita, membawa mereka lebih dekat untuk menemukan Bumi 2.0 yang sulit dipahami. Apakah kehidupan hanya mungkin terjadi di planet ekstrasurya dengan kemiringan yang mirip dengan kita? Atau akankah kehidupan muncul di dunia yang berputar lurus ke atas dan ke bawah seperti gasing berputar atau miring seperti ayam panggang? Dan bagaimana jika dunia berayun di antara dua kemiringan sumbu? Jawabannya jauh dari sederhana.

[Get a reminder on your calendar for the solstice and other astronomical events.]

Meskipun para astronom belum mendeteksi kemiringan exoplanet, mereka menduga bahwa kemiringannya akan sangat bervariasi — seperti planet-planet di dalam tata surya kita. Merkurius pada 0,03 derajat hampir tidak membungkuk, sementara Uranus miring pada 82,23 derajat. Itu adalah dua ekstrem yang jauh dari layak huni, bahkan jika dunia itu tampak seperti Bumi dalam semua hal lainnya, kata René Heller, seorang astronom di Institut Max Planck untuk Penelitian Tata Surya di Jerman.

Jika planet tidak memiliki bungkuk, itu tidak akan memiliki musim. Hemisfer tidak akan pernah menukik menuju atau menjauhi bintangnya. Sebaliknya, kutub (yang selalu mengarah ke kedalaman ruang yang dingin) akan sangat dingin sehingga karbon dioksida akan ditarik dari langit, sebuah efek, menurut Dr. Heller, yang akan menyebabkan planet ini kehilangan gas rumah kacanya yang berharga sehingga air cair tidak pernah bisa terbentuk.

Tetapi jika planet ini berputar pada sisinya, kehidupan mungkin juga akan sulit didapat. Di sana, kutub-kutub secara alternatif menunjuk langsung ke dan menjauh dari bintang induk, menyebabkan satu belahan bumi mandi di bawah matahari siang dan malam selama musim panas yang panjang itu, sementara belahan bumi lainnya mengalami musim dingin yang dingin dan gelap — sebelum musim berganti. Meskipun planet seperti itu mungkin tidak serta merta kehilangan air permukaan cairnya, kehidupan apa pun harus beradaptasi dengan dunia yang secara permanen beralih antara mendidih dan membeku.

Dr. Heller berpendapat bahwa kemiringan optimal berkisar antara 10 hingga 40 derajat. Dengan demikian, ada beberapa tombol yang harus disetel untuk memungkinkan kehidupan dan, kemiringan ringan Bumi adalah salah satunya.

Rory Barnes, seorang astronom di University of Washington, tidak setuju. “Tidak ada yang istimewa dengan 23,5 derajat,” katanya. “kalian bisa memiliki kemiringan apa pun dan kalian masih bisa memiliki kondisi layak huni di permukaan planet ini.”

Peringatannya adalah bahwa planet seperti itu harus memiliki atmosfer tebal yang dapat mentransfer panas ke daerah-daerah yang sangat dingin.

David Ferreira, seorang ahli kelautan di University of Reading di Inggris, mengajukan argumen serupa. Pada tahun 2014, ia dan rekan-rekannya menemukan bahwa bahkan Bumi 2.0 dengan kemiringan serendah Uranus berpotensi mendukung kehidupan – selama planet ini memiliki lautan global.

Lautan akan menyerap panas selama musim panas, kemudian ketika musim dingin tiba, ia akan melepaskan panas itu, memungkinkan planet ini untuk tetap relatif beriklim sedang.

“Ini seperti ketika kalian memasukkan batu ke dalam api dan itu menjadi sangat panas,” kata Dr. Ferreira. “Jika kalian mengeluarkan batu itu dari api, itu akan melepaskan panas itu secara perlahan.” Itu memungkinkan dunia air untuk mengalami suhu seperti musim semi yang nyaman sepanjang tahun.

Hasilnya melukiskan gambaran yang penuh harapan tentang sebuah planet yang dapat dihuni terlepas dari musim yang ekstrem. Ini juga menunjukkan bahwa tidak ada yang istimewa tentang Bumi.

Tapi bagaimana jika musim sebuah planet tidak konstan?

Lekukan Mars, misalnya, saat ini mirip dengan Bumi pada 25,19 derajat, tetapi bergeser bolak-balik antara 10 derajat dan 60 derajat selama jutaan tahun. Itu berarti bahwa musim dan iklim planet merah — yang saat ini sedang mengalami badai debu ekstrem — sangat bervariasi. Itu bisa menciptakan kondisi yang membuat hidup impossible.

Ambil Bumi sebagai contoh. Meskipun kemiringan planet kita relatif konstan, ia berubah hanya beberapa derajat. Variasi kecil seperti itu telah mengirim lapisan gletser yang luas dari kutub ke daerah tropis dan mengubur Bumi di dalam lapisan es padat yang membeku. Untungnya, Bumi telah berhasil lolos dari apa yang disebut kondisi bola salju ini. Tetapi para ilmuwan tidak yakin apakah hal yang sama akan berlaku untuk planet seperti Mars dengan variasi kemiringan yang lebih besar.

Pada tahun 2018, sebuah tim astronom berpendapat bahwa variasi liar dapat mendorong sebuah planet menuju keadaan bola salju yang tak terhindarkan, bahkan jika ia berada di dalam zona layak huni bintang – pita emas tempat air cair biasanya ada.

Dengan demikian, kemiringan yang stabil mungkin merupakan bahan yang diperlukan untuk kehidupan. Ini adalah temuan yang menarik mengingat kemiringan Bumi tidak pernah berubah secara drastis berkat Bulan. Namun para astronom tidak tahu seberapa umum bulan-bulan seperti itu berada di dalam galaksi, kata John Armstrong, seorang astronom di Weber State University di Utah. Jika mereka ternyata tidak biasa di seluruh galaksi, itu bisa berarti bahwa stabilitas seperti itu — dan karena itu kehidupan — sulit didapat.

Temuan itu membuat Dr. Armstrong penuh harapan dan gugup tentang prospek menemukan kehidupan.

“Planet ini benar-benar berada di ambang kehancuran sepanjang waktu,” katanya. Meskipun Bumi dianggap stabil, ia masih mengalami glasiasi global dan dampak meteorit — namun kehidupan tetap bertahan. Itu bisa berarti bahwa hidup lebih sulit dari yang kalian harapkan. Tapi itu juga bisa berarti bahwa variasi lebih lanjut akan mendorongnya melampaui batas.

Bagaimanapun, penelitian Dr. Armstrong telah membuatnya cukup bersyukur bahwa kehidupan — bahkan kehidupan yang cerdas — entah bagaimana berhasil mendapatkan pijakan yang kuat di titik biru pucat kita.