Zon Goldilocks mendapat namanya daripada kisah dongeng, “Goldilocks dan Tiga Beruang”. Goldilocks ialah seorang gadis kecil yang cerewet yang buburnya mestilah tepat — tidak terlalu panas atau terlalu sejuk. Ia adalah sama dengan kehidupan itu sendiri — atau sekurang-kurangnya, jenis kehidupan berasaskan air yang kita kenali di Bumi.
Untuk planet mesti “betul”, atau mampu menyokong kehidupan, ia tidak boleh terlalu sejuk sehinggakan air hanya wujud sebagai ais beku, dan ia tidak boleh terlalu panas sehingga airnya mendidih. Hanya planet dalam julat orbit tertentu yang digelar “zon Goldilocks” – atau secara rasmi dikenali sebagai “zon boleh dihuni” – dianggap mampu menyokong kehidupan.
Definisi zon boleh didiami
Jika orbit planet membawanya terlalu dekat dengan bintang induknya maka ia akan menjadi terlalu panas untuk air cecair wujud, dan jika terlalu jauh ia akan menjadi terlalu sejuk. Walau bagaimanapun, jarak sebenar yang terlibat, yang mentakrifkan zon boleh didiami, berbeza antara bintang.
Kita sendiri matahari ialah kerdil kuning jenis G, dan tidak syak lagi di mana zon boleh didiaminya terletak kerana Bumi menduduki zon ini, mengorbit sekitar 93 juta batu (150 juta kilometer) dari bintang.
Tetapi untuk kerdil merah jenis M, yang lebih kecil dan lebih sejuk daripada matahari, zon boleh didiami terletak lebih dekat dengan bintang. Untuk bintang jenis A yang lebih besar dan lebih panas seperti Sirius, zon Goldilocks lebih jauh, menurut NASA.
Bagi ahli astrobiologi, yang mencari kehidupan di planet lain, berada di zon boleh didiami hanyalah salah satu faktor yang perlu mereka fikirkan. Ambil bulan kita sendiri, sebagai contoh. Ia jelas terletak di zon Goldilocks kerana ia sangat dekat dengan Buminamun tiada air cecair di permukaannya.
Ini kerana tekanan dan komposisi atmosfera juga perlu diambil kira, menurut Space.com. Ini menjadikan bulanyang tidak mempunyai suasana untuk diperkatakan, tidak mampu untuk menyokong kehidupan sendiri.
Ia juga penting untuk tidak membaca terlalu banyak perkataan “boleh didiami”. Walaupun keadaan di planet adalah betul-betul sesuai untuk kewujudan air cecair, ini tidak semestinya bermakna ia didiami. Para saintis belum lagi mengusahakan dengan tepat asal usul kehidupan di Bumijadi kita tidak tahu apa lagi bahan halus yang diperlukan selain air dan suasana.
Kita sendiri sistem suria adalah sistem planet yang paling banyak dikaji. Ahli teori telah memikirkan di mana zon Goldilocksnya sepatutnya, dengan menganggarkan suhu permukaan planet berdasarkan jumlah pemanasan suria yang diterimanya.
Setakat ini, keputusannya bersetuju dengan apa yang kita ketahui daripada pemerhatian. Bumi — sebuah planet berair yang penuh dengan kehidupan — terletak dengan selesa di dalam zon boleh didiami. Marikh, yang mempunyai banyak air pada masa lalu tetapi merupakan padang pasir yang tandus hari ini, terletak betul-betul di pinggir luarnya. Di tepi dalam ialah Zuhrah — sebuah planet panas yang mendidih, berkat kedua-duanya berdekatan dengan matahari dan atmosferanya yang sangat tebal, menurut NASA.
Exoplanet di zon goldilocks
Penemuan yang baru eksoplanet mengorbit bintang yang jauh telah menjadi hampir biasa. Tetapi ia sentiasa menarik apabila seseorang ditemui dalam zon Goldilocks bintang induknya.
Itu berlaku pada 2016 dalam kes Proxima B, yang mengorbit jiran terdekat matahari di angkasa – kerdil merah Proxima Centauri, hanya lebih 4 tahun cahaya jauhnya. Ini sangat kecil dan malap sehingga zon boleh didiaminya terletak pada jarak yang sangat dekat, tetapi Proxima B – yang mengelilingi bintang sekali setiap 11 hari – selamat berada di dalamnya, menurut Balai Cerap Selatan Eropah (ESO).
Satu lagi kerdil merah yang banyak dikaji ialah Trappist-1. Pada kira-kira 40 tahun cahaya, ia lebih jauh daripada Proxima tetapi masih berjiran rapat dari segi kosmik. Trappist-1 adalah luar biasa kerana mempunyai tujuh planet berbatu yang diketahui, tiga daripadanya terletak dalam zon Goldilocks bintang itu, menurut NASA.
Ada kemungkinan bahawa air terdapat pada semua tujuh planet, walaupun hanya dalam keadaan cair pada tiga di dalam zon boleh didiami. Ia akan mengambil bentuk wap air atmosfera pada planet yang lebih dekat dengan bintang, atau ais pada yang paling jauh daripada mereka. Ahli astronomi amat berminat untuk mengetahui lebih lanjut tentang sistem Trappist-1, dan ia merupakan salah satu sasaran yang dirancang untuk Teleskop Angkasa James Webb.
Sistem suria Kejuruteraan Tertinggi
Apabila sistem suria terbentuk, tidak ada sebab planet lebih suka berada di zon boleh didiami, dan sistem TRAPPIST-1 adalah luar biasa kerana mempunyai sebanyak tiga planet di sana.
Tetapi dari perspektif teori, adakah terdapat had atas untuk berapa banyak planet yang boleh dihimpit ke zon Goldilocks? Itulah soalan ahli astrofizik Sean Raymond yang ditangani di blognya planetplanet.net .
Sistem yang ditala dengan teliti ini mempunyai tidak kurang daripada 416 planet dalam zon boleh didiami. (Kredit imej: SeanRaymond(planetplanet.net))
Ternyata memang ada had teori, di mana sistem menjadi tidak stabil kerana planet-planet terlalu rapat. Raymond menghasilkan apa yang dipanggilnya “Sistem suria Kejuruteraan Tertinggi”, dengan sejumlah besar 412 planet dalam zon boleh dihuni, disusun sekitar lapan orbit sepusat yang berputar dalam arah progred dan retrograde secara bergantian.
Membina sistem solar teori
Di sini Sean Raymond, pengasas “sistem suria Kejuruteraan Tertinggi”, membincangkan kerjanya.
Raymond menulis tentang antara muka sains dan fiksyen di planetplanet.net. (Kredit imej: Sean Raymond SeanRaymond (planetplanet.net))
Bagaimanakah anda mencipta susunan planet yang begitu pelik?
“Tugas saya hari ini ialah memahami cara sistem planet terbentuk, perkara yang menjadikan sistem suria berbeza daripada sistem eksoplanet yang kami temui, dan jenis konfigurasi orbit yang stabil dan yang tidak. Saya ingin mengetahui jenis orbital seni bina akan memaksimumkan bilangan planet dalam zon boleh didiami – kekal stabil tetapi tanpa perlu risau tentang bagaimana sistem itu akan terbentuk. Nasib baik, saya boleh menggunakan beberapa kertas baru-baru ini oleh saintis sebagai inspirasi. Saya juga menguji sistem paling gila menggunakan simulasi komputer untuk pastikan semuanya bersatu.”
Mengapa anda memanggilnya sistem suria “kejuruteraan” muktamad?
“Pada asalnya saya membina dua sistem, masing-masing dengan kira-kira 30 planet dalam zon boleh dihuni. Sistem tersebut boleh terbentuk secara munasabah di alam semula jadi, jika hanya siri peristiwa yang betul berlaku (seperti membaling enam pada dua dadu sepuluh kali berturut-turut). Tetapi saya tidak dapat bayangkan bagaimana sistem suria Ultimate Engineered boleh terbentuk secara semula jadi. Sistem dengan planet yang sama jaraknya, diedarkan di sepanjang cincin yang mengorbit dalam arah yang bertentangan, adalah mustahil sejauh yang saya tahu. Jadi, jika sistem sedemikian wujud, saya akan berpendapat bahawa ia mesti dibina dengan sengaja, mungkin oleh jurutera tamadun yang sangat maju.”
Jika sistem sedemikian benar-benar wujud, bagaimana kita boleh mengesannya dari Bumi?
“Ia agak sukar untuk dikesan, kerana isyarat yang kita ukur untuk membuat kesimpulan tentang kehadiran exoplanet – biasanya, halaju jejari atau isyarat transit – boleh menjadi sangat mengelirukan sehingga mereka mungkin disalah anggap sebagai bunyi dalam kes kejuruteraan muktamad. sistem.”
