Setakat yang kita ketahui, kehidupan luar angkasa memerlukan planet-planet berbatu untuk hidup. Planet terawal seperti ini mungkin penuh dengan karbon, dengan bentuk kehidupan awal yang muncul di dunia dengan lapisan berlian di bawah kerak dan batu permukaan hitam batubara.
Satu kajian baru-baru ini oleh Natalie Mashian dan Avi Loeb di Pusat Harvard-Smithsonian untuk Astrophysics memandang pembentukan planet-planet di sekitar bintang miskin logam yang dipertingkatkan karbon (CEMPs). Ini jenis bintang yang mungkin terbentuk di alam semesta awal, hanya selepas generasi pertama bintang-bintang besar telah membakar bahan api nuklear mereka dan meletup sebagai supernova. Sekiranya ada planet di sekeliling bintang tersebut, ini bermakna kehidupan boleh muncul di alam semesta dalam masa beberapa ratus juta tahun Big Bang, 13.8 bilion tahun yang lalu. Kajian terdahulu mencadangkan ia mungkin mengambil masa yang lebih lama; sistem exoplanet tertua yang belum diketahui, Kepler 444, mengelilingi bintang yang berusia sekitar 11.2 bilion tahun.
Unsur-unsur seperti besi dan silikon biasanya dianggap sebagai penting untuk membuat planet, kerana ia membentuk biji-biji debu di mana mayat yang lebih besar dapat terbentuk melalui aksion gravitasi. Malah gergasi gas kaya hidrogen seperti Musytari bermula dari "benih" itu. Walau bagaimanapun, CEMP tidak mempunyai banyak unsur berat seperti besi sebagai Matahari kita, hanya seratus ribu yang mengatakan sesuatu sejak Matahari hanya 0, 003 peratus besi. Oleh itu jika CEMP terbentuk terutamanya dari awan gas dan habuk karbon, oksigen, dan nitrogen, satu soalan ialah sama ada planet seperti Bumi, dengan permukaan pepejal, boleh dibentuk.
Mashian dan Loeb mencadangkan bahawa planet-planet boleh sebenarnya berakar dalam nebula seperti itu, dan oleh itu sekitar CEMP. Ahli astronomi mungkin menemui mereka dengan beberapa teleskop ruang angkasa terkini dan instrumen masa depan, seperti Teleskop Angkasa James Webb, kerana mereka datang dalam talian. "Kaedah yang sama [seperti untuk misi exoplanet sebelumnya], " kata Loeb kepada Smithsonian.com. "Anda akan mencari planet yang mengangkut bintang mereka."
Dalam kajian mereka, model Mashian dan Loeb jarak jauh dari CEMPs bahawa planet-planet akan terbentuk, dan berapa besar kemungkinannya. Planet sedemikian akan mempunyai sedikit besi dan silikon, unsur-unsur yang membentuk sebahagian besar Bumi. Sebaliknya mereka akan lebih kaya dengan karbon. Mereka mendapati saiz maksimum cenderung sekitar 4.3 kali radius Bumi, Sebuah planet karbon akan, kata kajian, juga membolehkan banyak molekul hidrokarbon terbentuk di permukaan, dengan syarat suhu tidak terlalu tinggi. Dan mana-mana planet yang mempunyai massa kurang daripada 10 kali dari Bumi akan menunjukkan banyak karbon monoksida dan metana di atmosferanya, kata kajian itu.
Dalam nebula kaya dengan unsur-unsur yang lebih ringan, dia menambah bahawa terdapat juga air, komponen utama lain dalam biosfera. "Walaupun dengan hidrogen tahap rendah oksigen cenderung untuk menggabungkan dengannya dan membuat air, " katanya. Jadi planet karbon mungkin ada air. Loeb berkata dalam satu kenyataan bahawa sejak kehidupan itu sendiri berasaskan karbon, ia dapat dilihat dengan baik untuk rupa benda hidup.
CEMPs sangat miskin dalam unsur-unsur yang lebih berat kerana mereka dibina dari sisa-sisa bintang pertama yang muncul di alam semesta - raksasa dengan ratusan kali jisim matahari. Inti bintang besar adalah seperti bawang. Unsur paling berat yang dihasilkan oleh gabungan nuklear adalah ke arah pusat - besi, magnesium dan silikon berada di lapisan paling dalam, sementara karbon, oksigen dan helium dan hidrogen yang tersisa berada di luar. Loeb berkata banyak bahan dalam lapisan dalaman - unsur-unsur yang lebih berat - akan jatuh ke dalam lubang hitam yang membentuk selepas bintang menjadi supernova. Sementara itu elemen ringan akan dikeluarkan ke angkasa untuk membentuk bintang baru. Bintang-bintang itu, yang terbentuk dari gas yang tersisa dari yang pertama, akan menjadi miskin dalam logam seperti besi, tetapi kaya karbon - CEMPs.
Ia hanya kemudian, apabila bintang bintang yang kurang besar dan meletup sebagai supernova, bahawa logam yang lebih berat dapat keluar. Bintang di bawah 25 jisim suria akan runtuh menjadi bintang neutron atau berakhir sebagai kerdil putih. Tidak seperti lubang hitam, bintang neutron dan kerdil putih tidak mempunyai kecepatan melarikan diri dari cahaya, jadi letupan supernova lebih cenderung menyebarkan besi dari inti bintang. Itulah sebabnya bintang-bintang seperti matahari mempunyai banyak besi seperti yang mereka lakukan, dan mengapa Bumi mempunyai unsur-unsur yang lebih berat.
Walau bagaimanapun, sama ada planet itu hidup atau tidak, masih merupakan persoalan terbuka. Kajian itu sendiri adalah lebih penting untuk mendapatkan planet-planet untuk membentuk di tempat pertama, yang merupakan langkah penting untuk kehidupan. "Pelajar siswazah saya [Mashian] konservatif, " kata Loeb. Untuk melihat tanda-tanda kehidupan, seseorang perlu melihat atmosfera planet yang dipersoalkan. Sasarannya ialah tanda tangan oksigen, yang tidak ada cara untuk menambahnya, akan hilang dari atmosfer planet ketika ia bertindak balas dengan batu permukaan. Di Bumi, oksigen dibuat oleh tumbuh-tumbuhan, yang mengambil karbon dioksida. Orang asing yang melihat suasana planet kita sendiri akan melihat sesuatu sudah selesai.
Melihat atmosfera - dengan asumsi planet itu sendiri dijumpai - mungkin memerlukan teleskop lebih kuat daripada yang sedia ada sekarang. "[Teleskop Angkasa James Webb] mungkin sedikit untuk melakukannya untuk bintang terdekat, " katanya. "Tetapi CEMPs sepuluh kali lebih jauh."
