Batas Zona Laik Huni Sistem Keplanetan

Bumi! Rumah bagi manusia! Seandainya Bumi berada sedikit saja lebih dekat dengan Matahari, maka tak pelak ia akan mengalami efek rumah kaca yang kebablasan. Itulah hasil dari simulasi model iklim untuk mengetahui apakah sebuah planet ramah terhadap kehidupan atau tidak.

Ilustrasi planet serupa Bumi. Kredit: Nature
Ilustrasi planet serupa Bumi. Kredit: Nature

Pertanyaan menarik yang coba dijawab dalam pemodelan yang dibuat oleh Jérémy Leconte dari Pierre Simon Laplace Institute, Paris, adalah dimana batas dalam zona laik huni di sebuah sistem bintang. Hasilnya cukup menarik. Pemodelan tiga dimensi yang dikerjakan Leconte memperluas batasan zona Goldilocks atau zona laik huni di sistem Tata Surya. Dalam penelitiannya, Leconte menemukan kalau batas dalam zona laik huni adalah 0,95 AU atau sekitar 142 juta km, sedikit lebih besar dari penelitian sebelumnya yakni 0,99 AU atau sekitat 148,5 juta km. Artinya jika Bum bergeser sampai jarak 0,95 AU dari Matahari, ia akan baik-baik saja. Tapi jika ia bergeser lebih dekat lagi maka …. indahnya kehidupan di Bumi akan berubah jadi petaka yang tak kunjung berakhir!

Nasibnya akan sama dengan Venus atau dengan kata lain Bumi akan mengalami efek rumah kaca berkelanjutan atau terus menerus. Kita sebut saja efek rumah kaca kebablasan saking parahnya!

Apa itu efek rumah kaca berkelanjutan dan bagaimana ia bisa terjadi? Kehidupan yang kita kenal saat ini adalah kehidupan yang bergantung pada air. Tanpa air kehidupan tidak akan bertahan. Air dalam wujud cair dan bukan es (air yang padat) atau uap air.  Artinya kehilangan air akan mempengaruhi kemampuan Bumi dalam mempertahankan kehidupan di dalamnya.

Ilustrasi perubahan Bumi yang terjadi sebagai akibat efek rumah kaca berlebihan yang akan terjadi 1 milyar tahun lagi. Kredit: Jeremy Leconte
Ilustrasi perubahan Bumi yang terjadi sebagai akibat efek rumah kaca berlebihan yang akan terjadi 1 milyar tahun lagi. Kredit: Jérémy Leconte

Bumi memang tidak akan tiba-tiba berpindah begitu saja mendekati Matahari. Setidaknya tidak dalam jangka waktu pendek. Tapi di masa depan ketika Matahari berevolusi, ketika ia mengembang dan meskipun Matahari jadi lebih dingin tapi bagi Bumi tidaklah demikian. Dari sudut pandang Bumi, Matahari akan jadi lebih terang dan lebih panas karena Matahari yang mengembang, permukaannya akan lebih dekat ke Bumi. Pada saat itulah “pergeseran batas dalam” zona laik huni akan memberi dampak. Jika batas dalam zona laik huni 0,99 AU maka dalam waktu 150 juta tahun dari sekarang Bumi akan mulai kehilangan lautan. Tapi dengan batas dalam 0,95 AU, bumi baru akan mulai kehilangan lautan 1 milyar tahun lagi. Artinya kehidupan akan dapat bertahan lebih lama di Bumi.

Setidaknya jarak yang baru yang semakin dekat Matahari tersebut akan memberi waktu bagi Bumi dan kehidupan di dalamnya.

Tapi seandainya Bumi berada lebih dekat ke Matahari di luar batas dalam zona laik huni apa yang akan terjadi? Panas yang diterima akan terperangkap dalam uap air seperti atmosfer karbon dioksida. Saat Bumi jadi lebih panas, maka jumlah air yang akan mengalami penguapan akan semakin banyak dan meningkat memicu terjadinya efek rumah kaca. Semakin banyak panas yang terperangkap maka terjadilah efek rumah kaca berkelanjutan yang menghabiskan lautan di Bumi.

Berbeda dari pemodelan sebelumnya yang dilakukan para ilmuwan, pemodelan tiga dimensinya, Leconte memperhitungkan juga awan dan sirkulasi atmosfer. Pemodelan yang dibuat Jérémy Leconte dilakukan untuk atmosfer planet yang panas dan lembab.

Jika dalam pemodelan sebelumnya, peningkatan panas menciptakan dominasi awan pada ketinggian rendah yang jadi penyeimbang untuk mendinginkan permukaan planet. Maka dalam simulasi yang dikembangkan Leconte, pembentukan awan justru bergeser ke ketinggian yang lebih tinggi saat planet mengalami pemanasan. Awan cirrus yang terbentuk memiliki kecenderungan memerangkap panas, yang memicu semakin banyak penguapan dan mempercepat terjadinya efek rumah kaca. Siklus tersebut terjadi karena sirkulasi skala besar atmosfer yang menciptakan area bebas awan pada area ketinggian menengah yang menyebabkan pemanasan pada permukaan diradiasikan kembali ke angkasa.

Meskipun batas dalam zona laik huni jadi lebih luas tapi menurut Andrew Howard dari Universitas Hawaii di Manoa, Honolulu, tidaklah demikian. Dalam penelitiannya di awal tahun 2013, disimpulkan 22% bintang serupa Matahari akan memiliki planet batuan dan berada di area laik huni. Penelitian Howard menempatkan batas dalam zona laik huni jauh lebih luas dibanding Leconte. Menurut Andrew Howard, batas dalam zona laik huni berada pada jarak 0.5 AU atau 50% dari jarak Matahari-Bumi. Dan efek rumah kaca kebablasan ini tidak akan menjadi ancaman bahkan bagi planet yang memiliki air terbatas.  Meskipun demikian, James Kasting dari Penn State University justru menyatakan kalau kemungkinan planet laik huni hanya setengah dari 22% artinya jauh lebih sedikit dari angka yang diberikan Howard.

Lautan di Venus
Jika di masa depan Bumi terancam menjadi seperti Venus dan akan mengalami efek rumah kaca berkelanjutan, maka bisa dikatakan Bumi adalah masa lalu bagi Venus.

Di masa awal pembentukannya Venus diduga memiliki air yang berlimpah sepeti halnya Bumi. Pada saat itu, Matahari juga lebih kecil dan lebih dingin. Artinya, ketika Matahari berevolusi, Venus mengalami pemanasan yang berlebihan dan panas pun terperangkap di dalam planet tersebut.

Jika kita bisa menelusuri kembali Venus seperti apa di masa ketika Matahari masih dingin, maka pemodelan yang sama juga bisa diterapkan pada planet ekstrasolar yang mengitari bintang-bintang dingin untuk mengetahui kemungkinan planet batuan di sana bisa mendukung kehidupan atau tidak!

Ditulis oleh

Avivah Yamani

Avivah Yamani

Tukang cerita astronomi keliling a.k.a komunikator astronomi yang dulu pernah sibuk menguji kestabilan planet-planet di bintang lain. Sehari-hari menuangkan kisah alam semesta lewat tulisan dan audio sambil bermain game dan sesekali menulis makalah ilmiah terkait astronomi & komunikasi sains.

Avivah juga bekerja sebagai Project Director 365 Days Of Astronomy di Planetary Science Institute dan dipercaya IAU sebagai IAU OAO National Outreach Coordinator untuk Indonesia.