Kebolehdiaman planet

Kebolehdiaman planet merupakan sukatan potensi sesebuah planet atau satelit semula jadi untuk memajukan dan memelihara persekitaran yang boleh didiami hidupan. Kehidupan dapat dihasilkan secara langsung di suatu jasad (planet atau satelit) secara endogen (dalaman) atau dipindahkan ke dalamnya dari jasad lain, melalui proses andaian yang dikenali sebagai panspermia. Persekitaran  berkenaan tidak semestinya mengandungi hidupan sedia untuk dianggap boleh didiami, dan tidak semestinya juga zon boleh didiami sahaja kawasan yang memupuk hidupan.

Oleh sebab kewujudan kehidupan di luar Bumi tidak diketahui, maka idea kebolehdiaman planet secara dasarnya merupakan ekstrapolasi, iaitu penggunaan ilmu tentang keadaan di Bumi serta ciri-ciri Matahari dan Sistem Suria untuk menentukan tempat-tempat lain di serata jagat yang dianggap sesuai untuk membolehkan kehidupan. Yang diberi penekanan khusus ialah faktor-faktor yang mengekalkan organisma multisel yang kompleks di Bumi dan bukan hanya makhluk unisel yang lebih sederhana. Usaha-usaha penyelidikan dan teori-teori dalam perkara ini adalah komponen dalam sejumlah cabang sains semula jadi seperti astronomi, planetologi dan astrobiologi.

Sumber tenaga adalah keperluan mutlak untuk hidup, malah konsep kebolehdiaman planet membayangkan bahawa terdapat banyak kriteria lain dari segi geofizik, geokimia, dan astrofizik yang mesti dipenuhi sebelum badan astronomi dapat menyokong kehidupan. Dalam peta jalan astrobiologi, NASA telah menetapkan adanya "kawasan air cecair yang meluas, keadaan yang sesuai untuk mendirikan molekul organik yang kompleks, dan sumber-sumber tenaga untuk menampung metabolisme" sebagai kriteria kebolehdiaman utama. Pada bulan Ogos 2018, para penyelidik melaporkan bahawa dunia berair dapat menyokong kehidupan.

Petunjuk kebiasaan dan biosignature mesti ditafsirkan dalam konteks planet dan persekitaran.  Dalam menentukan potensi kebolehdiaman sesebuah jasad, usaha kajian bertumpukan komposisi keseluruhan jasad, sifat orbit, atmosfera, dan interaksi kimia yang mungkin berlaku. Ciri-ciri bintang yang penting termasuk jisim dan kekilauan, keberubahan yang stabil, dan kelogaman yang tinggi. Planet-planet dan bulan-bulan terestrial (bumian) yang berbatu dan basah yang berpotensi untuk kimia seperti Bumi adalah fokus utama penyelidikan astrobiologi, walaupun teori kebiasaan yang lebih spekulatif kadang-kadang mengkaji biokimia alternatif dan jenis-jenis jasad astronomi yang lain.

Idea bahawa planet di luar Bumi mungkin menjadi tuan rumah sudah ada sejak zaman purba, walaupun dari sudut sejarah ia dibentuk oleh falsafah sama banyaknya seperti sains fizikal. Penghujung abad ke-20 menyaksikan dua penemuan ulung di lapangan ini. Pemerhatian dan penerokaan kapal angkasa robotik ke atas planet dan bulan lain dalam Sistem Suria telah menghasilkan maklumat berharga untuk menentukan kriteria kebolehdiaman serta membolehkan perbandingan geofizik yang menyeluruh antara Bumi dan jasad-jasad lain. Penemuan planet luar suria, bermula pada awal tahun 1990-an dan semenjak itu makin lama makin rancak, menghasilkan maklumat lebih lanjut untuk mengkaji kemungkinan kehidupan di luar bumi. Penemuan ini mengesahkan bahawa Matahari bukan satu-satunya bintang yang merumahkan planet di samping memperluas bidang penyelidikan kebolehdiaman di luar Sistem Suria.

Perbandingan dengan Bumi

Perkimiaan hidupan barangkali bermula sebaik sahaja selepas peristiwa Letupan Besar 13.8 bilion tahun dahulu, ketika suatu epok yang sudah boleh menampung kehidupan apabila alam semesta hanya berusia 10–17 juta tahun. Menurut hipotesis panspermia, mungkin wujudnya hidupan mikroskopik yang diedarkan oleh meteoroid, asteroid dan jasad-jasad kecil yang lain di seluruh alam semesta. Meskipun begitu, tiada tempat di alam semesta yang diketahui menampung hidupan selain daripada planet Bumi. Daripada andaian-andaian akan terdapatnya kawasan boleh didiami di sekitar bintang-bintang lain, di samping penemuan beratus-ratus planet di luar Sistem Suria serta wawasan-wawasan baharu mengenai habitat-habitat yang ekstrem di Bumi ini, dibayangkan bahawa mungkin terdapat banyak lagi tempat-tempat yang boleh didiami di alam semesta daripada yang disangka-sangka dahulu. Pada 4 November 2013 menurut laporan ahli-ahli astronomi yang berdasarkan data dari misi angkasa Kepler, mungkin terdapat sebanyak 40 bilion planet sebesar Bumi yang mengorbit dalam zon boleh didiami di keliling bintang-bintang seakan Matahari dan kerdil merah di dalam galaksi Bima Sakti. 11 bilion daripada planet-planet yang diandaikan ini mungkin sedang mengitari bintang seakan Matahari. Planet seumpama yang terdekat mungkin 12 tahun cahaya jauhnya, menurut para saintis. Setakat Mac 2020, telah dikenal pasti sejumlah 55 buah eksoplanet yang berkemungkinan boleh didiami.

 Sistem bintang perumah yang sesuai 
Pemahaman akan kebolehdiaman sesebuah planet bermula dengan bintang perumahnya. Zon boleh didiami misali didefinisikan berdasarkan keadaan permukaan sahaja; tetapi sesebuah metabolisme yang tidak bergantung pada cahaya bintang masih dapat wujud di luar zon boleh didiami dan berdaya hidup dalam pedalaman planet di mana terdapat air yang cecair.

Di bawah naungan Projek Phoenix SETI, saintis Margaret Turnbull dan Jill Tarter pada tahun 2002 mencipta "HabCat" (/Katalog Sistem Najam Boleh Didiami), sebuah katalog yang terhasil daripada 'menampi' hampir 120,000 bintang dari Katalog Hipparcos yang besar kepada kumpulan teras 17,000 bintang yang mungkin boleh didiami, dan kriteria pemilihan yang digunakannya memberikan titik permulaan yang baik untuk memahami faktor-faktor astrofizik yang diperlukan pada planet yang boleh didiami. Kriteria kebolehdiamakn ditakrifkan—sumber asas bagi rencana ini. Menurut hasil kajian terbitan Ogos 2015, pembentukan dan perkembangan planet boleh didiami menyebelahi galaksi yang besar-besar berbanding yang kecil-kecil seperti Bima Sakti.

Akan tetapi, persoalan tentang apa yang membuat planet boleh didiami adalah jauh lebih rumit daripada sekadar terletaknya planet di jarak yang betul dari bintangnya supaya air dapat mencair di permukaannya: pelbagai aspek geofizik dan geodinamik, sinaran dan persekitaran plasma bintang perumah boleh mempengaruhi perkembangan planet dan hidupan. Air cecair itu perlu tetapi tidak memadai untuk menampung kehidupan yang kita kenali, kerana kebolehdiaman ialah hasil daripada pelbagai faktor persekitaran.

 Kelas spektrum 
Kelas spektrum sesebuah bintang menandakan suhu fotosferanya yang (bagi bintang jujukan utama) berkorelasi dengan jisim keseluruhan. Julat spektrum yang bersesuaian dengan bintang boleh didiami dianggap dari "akhir F" atau "G" hingga "pertengahan K". Ini bersamaan dengan suhu sedikit lebih 7,000 K hingga sedikit kurang 4,000 K (6,700 °C hingga 3,700 °C); Matahari sebagai bintang G2 pada 5,777 K nyata tergolong dalam lingkungan ini. Julat spektrum ini barangkali mencakupi 5% hingga 10% bintang-bintang dalam galaksi Bima Sakti setempat. Bintang-bintang "kelas menengah" seperti ini mempunyai beberapa ciri-ciri yang dianggap penting untuk kebolehdiaman planet:
 Ia sudah hidup sekurang-kurangnya beberapa ratus juta tahun, memberikan peluang kepada hidupan untuk berkembang. Bintang jujukan utama yang lebih berkilau dalam kelas "O" dan juga banyak ahli kelas "B" lazimnya hidup kurang dari 500 juta tahun, malah ada juga yang kurang dari 10 juta.Hidupan nampaknya telah menjelma di Bumi kira-kira 500 juta tahun selepas terbentuknya Bumi. Bintang kelas "A" (yang sudah bersinar selama 600 juta hingga 1.2 bilion tahun) dan sebahagian kecil bintang kelas "B" (yang bersinar 10+ juta hingga 600 juta tahun) tergolong dalam lingkungan ini. Sekurang-kurangnya secara teorinya, hidupan boleh muncul dalam sistem-sistem seumpama itu tetapi sudah pasti tidak dapat mencapai tahap yang canggih berdasarkan jangka masa tersebut dan juga hakikat bahawa akan berlakunya pertambahan kekilauan secara deras. Hidupan di sekitar bintang kelas "O" barangkali tidak mungkin kerana tempoh sinarnya belum cukup 10 juta tahun.
 Ia memancarkan sinaran ultraungu berfrekuensi tinggi yang cukup untuk mencetuskan dinamik atmosfera yang mustahak seperti pembentukan ozon, tetapi tidaklah begitu banyak sehingga hidupan yang baru hendak muncul dimusnahkan oleh proses pengionan.
 Ia memancarkan sinaran yang memadai pada jarak gelombang yang sesuai untuk fotosintesis.
 Ia dikitari planet-planet yang wujud air cecair di permukaan pada jarak yang tidak mencetuskan penguncian pasang surut.

Bintang jenis "K" mungkin dapat menampung hidupan lebih lama daripada Matahari.

Boleh dikatakan bahawa persoalan terbuka yang paling penting di seluruh bidang kebolehdiaman planet adalah mengenai kesesuaian bintang kerdil merah kelas K dan M yang lebih malap sebagai perumah bagi planet yang boleh didiami kerana banyak terdapatnya bintang-bintang seumpamanya. Sebuah "Super-Bumi" bergelar Gliese 581 c ditemui mengorbit dalam "zon boleh didiami" pada kerdil merah dan mungkin memiliki air cecair, tetapi ada juga kemungkinan bahawa ia mungkin terlalu panas untuk menampung kehidupan disebabkan kesan rumah kaca, sedangkan jirannya Gliese 581 d lebih berkemungkinan boleh didiami. 

Pada September 2012, diumumkan pula penemuan dua planet yang mengitari Gliese 163 Salah satu planetnya, Gliese 163 c yang agak panas dan kira-kira 6.9 kali jisimnya berbanding Bumi, dikira terletak dalam zon boleh didiami.

Kajian tahun 2013 membayangkan bahawa bintang sejuk yang memancarkan lebih banyak cahaya dalam inframerah mungkin merumahkan planet yang lebih hangat dengan kurangnya bentukan ais dan bebola. Keadaan planetnya lebih panas kerana jarak gelombang sinaran bintangnya diserap oleh ais dan gas rumah hijau di planet berkenaan.

Kajian tahun 2020 mendapati bahawa separuh daripada bintang seakan Matahari yang ada mungkin dapat menempatkan planet-planet berbatu yang berkemungkinan boleh didiami, malah dianggarkan bahawa secara purata, planet dalam zon boleh didiami terdekat di sekitar bintang jenis "G" dan "K" terletak 6 parsek jauhnya, dan terdapat kira-kira empat planet berbatu di sekitar bintang jenis "G" dan "K" dalam lingkungan 10 parsek (32.6 tahun cahaya) dari Matahari.

 Zon boleh didiami yang stabil 

Zon boleh didiami (ZBD) merupakan kawasan angkasa berbentuk "sfera lindungan" di keliling sesebuah bintang di mana planet boleh menampung air cecair di permukaannya. Konsep ini mula diusulkan oleh ahli astrofizik Su-Shu Huang pada tahun 1959 berdasarkan kekangan iklim daripada bintang perumah. Selain daripada sumber tenaga, air cecair diterima umum sebagai faktor paling penting untuk kehidupan memandangkan betapa integralnya air cecair kepada segala sistem hidupan di Bumi. Akan tetapi, jika ditemuinya hidupan di mana tiadanya air, maka skop definisi ZBD akan perlu diperluas seluas-luasnya.

Batasan dalam ZBD ialah jarak dari bintang di mana "" mengewapkan seluruh takungan air, dan sebagai kesan sampingan, mencetuskan penguraian wap air oleh tindakan cahaya dan pelesapan hidrogen ke dalam angkasa; sementara batasan luar ZBD ialah jarak di mana kesan rumah hijau yang maksimum pun tidak dapat mengekalkan suhu permukaan planet di atas takat beku, dan daripada sejatan .

ZBD yang "stabil" melibatkan dua faktor:
Julat ZBD tidak patut berubah-ubah secara mendadak sepanjang masa. Setiap bintang makin lanjut usia makin berkilau, maka ZBD-nya pun bergerak jauh dari bintang, tetapi jika pergerakan ini terlalu cepat (misalnya, dengan bintang supermasif), maka planetnya akan diberi tempoh kesempatan yang terlalu singkat di dalam ZBD untuk mengembangkan hidupan. Pengiraan julat ZBD dan pergerakan jangka lamanya tidaklah semudah mana kerana adanya gelung suap balik negatif seperti kitaran CNO yang cenderung mengimbangi pertambahan kekilauan. Oleh itu, anggapan-anggapan yang dibuat tentang keadaan atmosfera dan geologi sama besar impaknya dengan perkembangan bintang terhadap anggaran julat ZBD; misalnya, cadangan parameter ZBD Matahari pun telah banyak berubah-ubah.
Tidak patut hadirnya jasad berjisim besar seperti gergasi gas dalam atau dekat lingkungan ZBD kerana ini akan mengganggu pembentukan jasad-jasad sebesar Bumi. Misalnya, jirim dalam jaluran asteroid nampaknya tidak dapat berpadu menjadi planet disebabkan resonans (gemaan) orbitnya dengan gergasi gas berdekatan iaitu Musytari; andaikan gergasi gas itu terbentuk di kawasan antara orbit Zuhrah dan Marikh, Bumi pasti tidak akan terbentuk seperti sekarang. Akan tetapi, gergasi gas di dalam ZBD mungkin ada  asalkan keadaannya cukup baik.

 Keberubahan bintang rendah 

Semua bintang mengalami perubahan kekilauan, tetapi yang menjadi persoalan ialah sejauh mana kekilauan itu berubah-ubah. Kebanyakan bintang agak stabil, tetapi segelintir bintang berubah sering menjalani pertambahan kekilauan yang mendadak dan oleh itu pancaran tenaga terhadap jasad-jasad yang mengitarinya pun meningkat secara mendadak. Bintang-bintang seumpama ini dianggap kurang sesuai untuk merumahkan planet yang boleh didiami hidupan kerana sifatnya yang tidak dapat diduga serta perubahan keluaran tenaganya akan menjejaskan daya hidup organisma, iaitu benda-benda hidup yang terbiasa dengan julat suhu yang tertentu tidak dapat hidup dalam keadaan suhu yang berubah-ubah terlalu mendadak. Lebih-lebih lagi, pertambahan kekilauan yang ketara sering diiringi oleh ledakan pancaran sinar X dan sinar gamma melampau yang boleh membahayakan nyawa. Atmosfera planet sungguhpun dapat mengurangkan kesan bahaya tersebut, tetapi sukar dimantapkan kerana tenaga berfrekuensi tinggi dari bintang akan menggugat medan perlindungan planet berkenaan secara berterusan.

Dibandingkan dengan kebanyakan bintang lain, Matahari adalah cukup tenang; perbezaan antara keluaran maksimum dan minimum adalah kira-kira 0.1% sepanjang setiap kitaran suria yang selama 11 tahun. Terdapat bukti kukuh (tetapi masih dipertikai) bahawa sedikit mana pun perubahan dalam kekilauan Matahari akan menyebabkan kesan yang ketara terhadap iklim Bumi dalam era bersejarah; misalnya, Zaman Ais Kecil pada pertengahan alaf kedua mungkin disebabkan oleh kemerosotan yang agak berjangka panjang dalam kekilauan Matahari. Oleh itu, perubahan kekilauan bintang tidak semestinya pembolehubah yang sebenar untuk mempengaruhi kebolehdiaman planet. Bintang 18 Scorpii dikatakan antara bintang yang paling mirip dengan keadaan Matahari, tetapi sayangnya, berkenaan prospek wujudnya hidupan dalam lingkungannya, amplitud kitaran suria 18 Scorpii jauh lebih tinggi daripada Matahari.

 Kelogaman tinggi 

Sungguhpun sebahagian besar bintang terdiri daripada hidrogen dan helium, namun terdapat variasi yang ketara dalam jumlah kandungan unsur berat (logam). Kadar logam yang tinggi dalam bintang dihubungkaitkan dengan berapa banyaknya bahan berat yang ada pada mulanya dalam . Mengikut teori pembentukan sistem planet, Jika jumlah logam sedikit maka kemungkinan terbentuknya planet adalah makin tipis. Sebarang planet yang terbentuk di keliling bintang yang kurang logam barangkali rendah jisim dan oleh itu tidak sesuai untuk kehidupan. Kajian-kajian spektroskopi ke atas sistem-sistem yang terdapat eksoplanet setakat ini mengesahkan hubung kait antara kandungan logam yang tinggi dan pembentuk planet, yang mana bintang mana yang mempunyai planet yang setidak-tidaknya serupa dengan planet yang sedia diketahui, ternyata lebih kaya dengan logam jika dibandingkan dengan bintang yang tidak diiringi planet. Hubungan antara kelogaman tinggi dan pembentukan planet ini juga bermaksud kemungkinan besar sistem-sistem yang boleh didiami terdapat pada bintang generasi muda kerana bintang yang terbentuk awal-awal dalam sejarah alam semesta adalah kurang kandungan logam.

 Ciri-ciri planet 

Tanda-tanda kebolehdiaman dan biopenunjuk harus ditafsirkan dalam konteks planet dan alam sekitar. Sama ada planet itu boleh didiami atau tidak bergantung pada turutan peristiwa yang menjurus ke arah pembentukannya, yang mungkin merangkumi penghasilan molekul-molekul organik dalam awanan molekul dan cakera protoplanet, penyampaian bahan-bahan sewaktu dan selepas tokokan, dan lokasi orbit dalam sistem cakerawalanya. Tanggapan terutama mengenai planet boleh didiami adalah bahawa ia bersifat bumian (terestrial). Planet sedemikian terletak lebih kurang dalam satu peringkat magnitud jisim Bumi, terutamanya terbentuk daripada batu silikat dan tidak menokok lapisan luaran bergas hidrogen dan helium yang terdapat pada gergasi gas. Kemungkinan bahawa hidupan boleh berkembang di puncak awanan planet gergasi gas belum dikesampingkan sama sekali, tetapi dianggap tidak mungkin kerana tiadanya permukaan, malah gravitinya pun melampau. Akan tetapi, satelit semula jadi (bulan) yang mengitari planet gergasi gas masih calon yang sah untuk menempatkan kehidupan.

Pada Februari 2011, misi Balai Cerap Angkasa Kepler mengeluarkan , termasuklah 54 yang mungkin terletak dalam zon boleh didiami. Enam daripada calon dalam zon adalah lebih kecil daripada dua kali saiz Bumi. Satu lagi kajian terbaru mendapati bahawa salah satu calon tersebut (KOI 326.01) lebih besar dan panas daripada yang dilaporkan terlebih dahulu. Berdasarkan dapatan ini, pasukan Kepler menganggarkan bahawa terdapat sekurang-kurangnya 50 bilion planet dalam Bimasakti, dan sekurang-kurangnya 500 juta daripadanya terletak dalam zon boleh didiami.

Dalam menganalisis persekitaran mana yang berkemungkinan menampung kehidupan, selalunya terdapat perbezaan antara organisma unisel yang serba ringkas seperti bakteria dan arkea, dan makhluk-makhluk metazoan yang kompleks (seperti haiwan). Dalam apa juga salasilah hidupan sekalipun, organisma unisel mesti sentiasa mendahului organisma multisel, bahkan di mana adanya organisma unisel tidak terjamin akan adanya juga makhluk yang lebih kompleks.Semakin ramai pihak yang bersepakat bahawa mikroorganisma unisel sebenarnya umum terdapat di seantero jagat, lebih-lebih lagi memandangkan terdapat hidupan ekstremofil di Bumi yang mekar di persekitaran yang pernah dianggap mustahil didiami. Kemungkinan wujudnya hidupan multisel kompleks pula jauh lebih  banyak dipertikaikan. Dalam karya Rare Earth: Why Complex Life Is Uncommon in the Universe, Peter Ward dan Donald Brownlee berhujah bahawa hidupan mikrob barangkali meluas sementara hidupan kompleks sangat sukar hendak ditemui dan mungkin hanya terdapat di Bumi kita. Teori ini disokong sedikit sebanyak oleh pengetahuan semasa kita tentang sejarah Bumi, bahawa organisma multisel dipercayai sudah muncul sewaktu letupan Kambria sekitar 600 juta tahun dahulu, tetapi lebih 3 bilion tahun selepas hidupan mula-mula menjelma. Bahawasanya hidupan Bumi kekal unisel begitu lama menggariskan kenyataan bahawa langkah muktamad ke arah organisma kompleks tidak semestinya perlu berlaku. Ciri-ciri planet yang dihuraikan di bawah adalah dianggap mustahak untuk hidupan secara umumnya, tetapi dalam apa jua keadaan sekalipun, organisma multisel lebih banyak tuntutan daripada hidupan unisel.

 Jisim 

Planet jisim rendah nyata kurang sesuai untuk hidupan atas dua sebab:
 Kurangnya graviti menyukarkan pemeliharaan atmosfera. Molekul-molekul juzuknya lebih berkemungkinan mencapai halaju lepas dan melesap ke angkasa jika ditimpa angin suria atau diganggu pelanggaran. Planet yang tidak tebal atmosferanya akan kekurangan jirim yang diperlukan untuk mencapai biokimia primal (untuk memulakan kehidupan), kekurangan tebatan (untuk membendung lepasan tenaga dari permukaan), kepincangan pemindahan haba seluruh permukaan (contohnya, Planet Marikh dengan atmosferanya yang tipis, jika terletak di jarak dari Matahari yang sama dengan Bumi sekalipun namun ia tetap lebih sejuk daripada Bumi), dan kurangnya perlindungan daripada meteoroid dan sinaran berfrekuensi tinggi. Lebih-lebih lagi, jika atmosferanya kurang daripada 0.006 kali atmosfera Bumi, maka air tidak boleh wujud dalam bentuk cecair kerana tidak tercapainya tekanan atmosfera yang dikehendaki, iaitu 4.56 mm Hg (608 Pa) (atau 0.18 inci Hg). Umumnya, makin rendah tekanan maka makin kecil julat suhu air cecair.
 Makin kecil diameter sesebuah planet maka makin tinggi nisbah permukaan dengan isipadunya. Jasad-jasad seumpama ini sering cepat kehilangan tenaga yang tertinggal dari pembentukannya dan oleh itu ciri-ciri geologinya pun mati, ketiadaan gunung berapi, gempa bumi dan aktiviti tektonik yang membekalkan bahan-bahan penampung kehidupan kepada permukaan dan juga  bahan-bahan penyederhana suhu karbon dioksida ke dalam atmosfera. Nampaknya tektonik plat memainkan peranan amat penting di Bumi kerana bukan sahaja prosesnya mengitar semula bahan-bahan kimia dan mineral yang penting, bahkan juga memupuk biokepelbagaian menerusi pembentukan benua dan pertambahan rencam alam sekitar di samping membantu mewujudkan sel-sel perolakan yang diperlukan untuk menjana medan magnet Bumi.Ward, pp. 191–220

"Jisim rendah" bukanlah faktor yang mutlak sepenuhnya; Bumi rendah jisimnya berbanding planet-planet gergasi gas dalam Sistem Suria tetapi mempunyai diameter, jisim, dan kepadatan tertinggi daripada semua jasad bumian.Terdapat "jurang jisim" dalam Sistem Suria antara Bumi dan dua gergasi gas terkecil iaitu Uranus dan Neptun, masing-masing bersamaan 13 dan 17 kali jisim Bumi. Ini pun hanya kemungkinan kerana tidak terdapat halangan geofizik kepada pembentukan jasad-jasad perantara (jika dibandingkan dengan misalnya OGLE-2005-BLG-390Lb dan Super-Bumi), malah haruslah terdapat planet-planet dalam lingkungan 2 hingga 12 kali jisim Bumi di seluruh galaksi. Jika sistem bintangnya mengizinkan, maka planet-planetnya pun sesuai untuk hidupan kerana cukup besar untuk kekal dinamik secara dalaman dan memelihara atmosfera selama berbilion-bilion tahun tetapi tidaklah besar sehingga dapat menokok lindungan bergas yang akan mengehadkan kemungkinan pembentukan hidupan. Bumi cukup besar untuk memelihara atmosfera melalui graviti sahaja, dan juga cukup besar sehingga teras leburnya kekal sebagai 'enjin haba' yang memacu kepelbagaian geologi permukaan (satu lagi komponen utama pemanasan haba ialah penguraian unsur-unsur radioaktif dalam teras planet), berbanding dengan Marikh yang rata-rata 'mati bumi' dan kehilangan sebahagian besar atmosferanya. Maka wajarlah disimpulkan bahawa had jisim minimum bagi kebolehdiaman terletak antara jisim Marikh dan Bumi atau Zuhrah; telah disebutkan 0.3 kali jisim Bumi sebagai garis pemisah kasar untuk planet-planet boleh didiami. Bagaimanapun, kajian Pusat Astrofizik Harvard-Smithsonian pada tahun 2008 mengusulkan bahawa garis pemisah tersebut mungkin lebih tinggi, dan Bumi mungkin sebetulnya terletak dekat dengan paras minimum kebolehdiaman kerana jika jisim lebih rendah daripada itu, maka mustahil terjadi tektonik plat. Planet Zuhrah yang jisimnya 85% jisim Bumi tidak menunjukkan sebarang tanda-tanda aktiviti tektonik. Sebaliknya, "super-Bumi" atau planet bumian yang lebih tinggi jisimnya berbanding Bumi akan mempunyai tahap tektonik plat yang lebih tinggi dan oleh itu nyata sekali terletak dalam julat boleh didiami.

Juga terdapat kekecualian daripada kesimpulan di atas asalkan disebabkan keadaan luar biasa: salah satu bulan Musytari bernama Io (yang lebih kecil daripada mana-mana planet bumian) mempunyai dinamik gunung berapi disebabkan tegasan-tegasan graviti yang diaruh oleh orbitnya, sementara jirannya Europa mungkin mempunyai lautan cecair atau lecah ais di bawah lindungan beku yang juga disebabkan kuasa yang dijana daripada mengitari gergasi gas. Sementara itu, satelit Zuhal yang bernama Titan mempunyai sedikit peluang untuk menampung hidupan kerana memelihara atmosfera yang tebal dan mmempunyai laut-laut metana cecair di permukaan. Tindak balas organik-kimia yang hanya memerlukan tenaga minimum boleh terjadi di dalam laut-laut ini, tetapi barangkali tidak wujudnya sebarang sistem hidupan yang berasaskan tindak balas yang begitu minimum. Jasad-jasad satelit tersebut biarpun kes terkecuali tetapi dapat membuktikan bahawa jisim sebagai syarat kebolehdiaman planet belum boleh dikira sebagai mutlak berdasarkan takat pengetahuan masa kini.

Makin besar planetnya maka makin besar jugalah atmosferanya. Kombinasi halaju lepas tinggi untuk menakung atom ringan-ringan serta aktiviti peluahan gas yang berleluasa daripada peningkatan tektonik plat boleh menambah tekanan atmosfera dan suku di permukaan secara mendadak berbanding Bumi. Kesan rumah hijau dipertingkat dalam atmosfera begitu berat ini sering membayangkan bahawa zon boleh didiami bagi planet-planet begitu besar haruslah lebih jauh dari bintang pusat (berbanding jarak Bumi dari Matahari).

Akhir sekali, planet besar berkemungkinan mempunyai teras besi yang besar, membolehkan adanya medan magnet untuk melindungi planet daripada angin najam dan sinaran kosmos yang boleh menghilangkan atmosfera planet dan menimpakan zarah-zarah terion ke atas segala hidupan yang ada. Jisim bukanlah satu-satunya kriteria untuk menghasilkan medan magnet kerana planetnya juga mesti berputar cukup laju untuk menjana kesan dinamo di dalam terasnya, tetapi ia tetap memainkan peranan penting dalam proses.

 Radius 
Ukuran jejari (radius) bagi eksoplanet yang berpotensi boleh didiami dikatakan tergolong dalam 0.5 hingga 2.5 kali jejari Bumi.

 Orbit dan putaran 
Seperti dengan kriteria lain, adalah penting untuk mengambil kira dalam menilai kesan ciri-ciri orbit dan putaran terhadap kebolehdiaman planet. Kesipian orbit adalah perbezaan antara jarak paling jauh dan paling dekat dengan bintang induknya, dibahagikan dengan jumlah campuran kedua-dua jarak tersebut; ia merupakan nisbah yang menghuraikan bentuk orbit bujur. Makin besar kesipiannya maka makin ketaralah perubahan suhu permukaan planet. Organisma hidup sejauh mana mampu menyesuaikan diri pun ada hadnya, lebih-lebih lagi jika perubahan itu bertindan dengan kedua-dua takat beku dan takat didih bahan pelarut utama planetnya (misalnya, air di Bumi). Andaikan jika lautan Bumi mendidih bersilih membeku, sukar dibayangkan hidupan dapat berkembang di sini. Makin kompleks organisma itu, makin pekalah ia kepada perubahan suhu.Ward, pp. 122–123. Orbit Bumi berbentuk bulatan hampir sempurna dengan kesipian kurang daripada 0.02; planet lain dalam Sistem Suria (kecuali Utarid) pun lebih kurang sama. Sungguhpun begitu, berdasarkan kajian yang diwartakan pada Mac 2020, terdapat kemungkinan berasas saintifik bahawa sesetengah kawasan di planet Utarid pernah boleh didiami, bahkan mungkin juga pernah wujudnya hidupan sebenar walaupun sekadar mikroorganisma primitif.

Kebolehdiaman planet juga dipengaruhi oleh reka bina sistem cakerawala di keliling bintangnya. Perkembangan dan kestabilan sistemnya ditentukan oleh dinamik graviti yang mendorong perkembangan orbit planet bumian. Data yang dikumpul tentang kesipian orbit planet luar suria telah memeranjatkan ramai pengkaji, yang mana 90% daripadanya mempunyai kesipian orbit yang lebih tinggi daripada yang terdapat dalam Sistem Suria, dan puratanya genap 0.25. Ini bermakna majoriti besar planet mempunyai orbit yang amat sipi, dan sungguhpun jarak purata dari bintangnya dikira di dalam ZBD, namun ia tidak banyak meluangkan masa dalam zonnya.

Putaran planet pada paksinya juga mesti memenuhi kriteria tertentu untuk memberi hidupan peluang untuk berkembang. Anggapan utamanya, planet harus mempunyai peralihan musim yang sederhana. Jika tidak terdapat kecondongan paksi (senget) yang ketara berbanding dengan garis serenjang satah ekliptik, maka musim-musim tidak akan terbentuk, tidak akan jadilah perangsang utama untuk menjana kedinamikan biosfera (lingkungan hidupan), dan planetnya juga akan lebih sejuk daripada planet yang mempunyai kecondongan ketara; jika keamatan sinaran tertinggi sentiasa dalam darjah yang terlalu sedikit dari khatulistiwa, maka cuaca panas tidak boleh mencapai kawasan kutub dan iklim planet akan didominasi oleh sistem cuaca yang serba sejuk seperti di kutub.

Jika planet terlalu condong pula, maka musim-musimnya juga melampau dan menyukarkan biosfera dari mencapai homeostasis. Kecondongan paksi Bumi kini (dalam Kuaterner) lebih tinggi daripada dahulu, sejajar dengan berkurangannya ais kutub, suhu semakin panas dan berkurangannya variasi musim. Para saintis tidak pasti sama ada perkembangan sebegini akan berlarutan untuk selamanya jika kecondongan paksi bertambah lagi (lihat Bumi Bola Salji).

Kesan-kesan sebenar perubahan ini hanya dapat diunjurkan dengan komputer pada masa ini, malah kajian-kajian menunjukkan bahawa kecondongan paksi sejauh 85 darjah pun tidak semestinya menidakkan kewujudan hidupan selagi ia tidak melibatkan permukaan-permukaan benua yang dilanda oleh suhu tertinggi secara bermusim. Bukan sahaja min (nilai hitung panjang) kecondongan paksi, bahkan juga variasi (julat anjakan) sepanjang masa mesti diambil kira. Kecondongan Bumi bervariasi antara 21.5 dan 24.5 darjah selama 41,000 tahun. Variasi yang lebih drastik atau keberkalaan yang lebih pendek akan mengaruh kesan-kesan pada iklim seperti variasi dalam keamatan musim.

Lain-lain faktor orbit untuk diambil kira termasuk:
 Planet seharusnya berputar cukup cepat supaya kitaran siang malam tidak terlalu lama. Jika satu hari mengambil masa bertahun-tahun, maka akan terdapat perbezaan ketara antara suhu siang dan malam, maka akan timbul masalah-masalah yang serupa dengan planet yang melampau sipi orbitnya.
 Planet juga seharusnya berputar cukup cepat supaya 'dinamo magnetik' dapat dihidupkan di dalam teras besinya untuk menghasilkan medan magnet.
 Pertukaran hala putaran paksi (liukan) janganlah terlalu ketara. Liukan itu sendiri tidak harus mempengaruhi kebolehdiaman kerana ia mengubah kecondongan dari segi halanya dan bukan darjahnya. Akan tetapi, liukan seringkali menyerlahkan variasi yang disebabkan oleh sisihan orbit yang lain; baca kitaran Milankovitch. Satu kitaran liukan Bumi mengambil masa 26,000 tahun.

Bulan Bumi kelihatan memainkan peranan penting dalam menyederhanakan iklim Bumi dengan menstabilkan kecondongan paksi. Telah diusulkan bahawa kecendungan yang camuk boleh menjadi penentu segala dari segi kebolehdiaman; maksudnya, satelit sebesar Bulan bukan sahaja membantu malah wajib untuk mewujudkan kestabilan. Pendirian ini masih dipertikaikan.Menurut teori yang diterima umum, pembentukan Bulan bermula apabila sebuah jasad sebesar Marikh menghentam Bumi secara pelanggaran terkena sipi di akhir pembentukan Bumi, dan bahan-bahan yang terpancut dari pelanggaran ini bertaut-taut dan memasuki orbit (lihat hipotesis hentaman besar). Dalam buku Rare Earth, Ward dan Brownlee menekankan bahawa hentaman-hentaman sebegini sepatutnya jarang berlaku, oleh itu mengurangkan kebarangkalian adanya sistem-sistem seakan 'Bulan Bumi', dan oleh itu berkurang juga kebarangkalian wujudnya planet-planet boleh didiami yang lain. Namun begitu, proses-proses pembentukan bulan lain adalah mungkin, bahkan usul bahawa planet boleh didiami tanpa bulan belum lagi disangkal.

Bagi Bumi, Bulan yang tunggal mempunyai jisim yang cukup dan mengorbit pada kedudukan dan kadar yang cukup untuk menyumbang besar kepada pasang surut lautan yang membantu Bumi menggodak lautan air cecair secara dinamik. Pengaruh dari Bulan ini bukan sahaja memastikan air lautan tidak mati, bahkan juga memainkan peranan yang amat penting dalam perikliman Bumi yang dinamik.

Geologi
Boleh dikatakan bahawa kepekatan radionuklid di mantel planet berbatu adalah penting untuk kebolehdiaman planet seakan Bumi, kerana planet yang melimpah kandungan radionuklidnya mungkin tidak mempunyai dinamo yang berterusan untuk sebahagian signifikan dalam hayatnya, sementara yang kurang pula mungkin lengai dari segi bentukan geologinya. Dinamo planet mewujudkan medan magnet kuat yang mungkin selalunya perlu untuk hidupan berkembang dan terus hidup kerana ia melindungi planet daripada angin suria dan sinaran kosmos. Spektrum pancaran elektronik bintang boleh digunakan untuk mengenal pasti bintang-bintang yang berkemungkinan menempatkan planet-planet yang boleh didiami seperti Bumi. Setakat tahun 2020, dipercayai bahawa radionuklid dihasilkan oleh proses-proses najam yang nadir seperti pergabungan bintang neutron. Ciri-ciri geografi tambahan pula boleh dijadikan faktor utama dalam kebolehdiaman jasad samawi semula jadi, lebih-lebih lagi yang mungkin membentuk medan magnet dan haba jasad berkenaan, ada di antaranya yang tidak diketahui atau kurang difahami dan sedang dicerakin oleh penggiat-penggiat bidang sains planet, geokimia, dan lain-lain.

 Geokimia 

Secara umumnya diandaikan bahawa sebarang hidupan luar bumi yang mungkin wujud akan didasarkan pada biokimia asas yang sama dengan yang terdapat di Bumi, kerana empat unsur yang paling mustahak untuk kehidupan, iaitu karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen, juga merupakan unsur-unsur reaktif kimia yang paling umum didapati di alam semesta. Sesungguhnya sebatian-sebatian biogenik yang sederhana, misalnya asid amino yang ringkas sekali seperti glisin, telah dijumpai dalam meteorit dalam medium antara najam. Empat elemen ini merangkumi lebih 96% daripada jumlah biojisim Bumi. Unsur karbon mempunyai kemampuan tanpa tandingan untuk menjalin ikatan sesama karbon lalu membentuk susunan struktur yang rumit dan berbagai-bagai, maka karbon adalah bahan yang ideal untuk mekansime kompleks yang membentuk sel hidup. Hidrogen dan oksigen dalam bentuk air membentuk bahan pelarut di mana berlakunya proses-proses biologi, dan di mana berlakunya tindak-tindak balas pertama yang menjurus kepada kemunculan kehidupan. Tenaga yang dilepaskan dalam pembentukan ikatan kovalen yang utuh antara karbon dan oksigen, yang didapati dengan mengoksidakan sebatian-sebatian organik, merupakan 'bahan api' bagi segala hidupan kompleks. Keempat-empat elemen ini bersama-sama membentuk asid amino yang menjadi bahan-bahan asas penghasilan protein, iaitu zat tisu hidup. Selain daripada itu, tidak kurang penting juga kehadiran sulfur (yang diperlukan untuk pembentukan protein) mahupun fosforus (yang diperlukan untuk pembentukan DNA, RNA, dan fosfat-fosfat adenosin yang penting untuk metabolisme).

Kelimpahan relatif unsur-unsur di angkasa tidak semestinya mencerminkan kelimpahan berbeza-beza dalam planet; sebagai contoh, daripada empat unsur kehidupan, hanya oksigen yang hadir pada sebarang takat kelimpahan di dalam kerak Bumi. Ini boleh dijelaskan sedikit sebanyak oleh hakikat bahawa kebanyakan elemen tersebut seperti hidrogen dan nitrogen, di samping sebatian-sebatiannya yang paling ringkas dan umum seperti karbon dioksida, karbon monoksida, metana, amonia, dan air, hadir dalam bentuk gas di suhu panas. Di kawasan panas yang hampir dengan Matahari, sebatian-sebatian meruap ini tidak mungkin memainkan peranan signifikan dalam bentukan geologi planet, tetapi sebaliknya terperangkap sebagai gas di bawah kerak-kerak yang baru dibentuk, yang rata-ratanya terdiri daripada sebatian-sebatian batuan yang tidak meruap seperti silika (sebagian silikon dan oksigen yang menerangkan kelimpahan relatif oksigen). Pembentukan atmosfera planet seharusnya disumbangkan oleh peluahgasan sebatian meruap melalui gunung-gunung berapi terawal. Eksperimen Miller–Urey menunjukkan bahawa sebatian-sebatian tak organik yang ringkas yang terdedah kepada atmosfera primordial (paling asal), apabila dikenakan tenaga, dapat bertindak balas untuk menghasilkan asid amino.

Sungguhpun begitu, peluahgasan gunung berapi tidak mungkin menjelaskan jumlah air di lautan Bumi. Sebahagian besar air (dan mungkin juga karbon) yang diperlukan untuk kehidupan seharusnya didatangkan dari pinggiran sistem suria, jauh dari haba Matahari, di mana ia dapat kekal pepejal. Air barangkali didatangkan dalam jumlah yang amat besar daripada hujanan komet yang menimpa Bumi di awal usia sistem suria, beserta sebatian-sebatian meruap yang lain yang diperlukan oleh hidupan di Bumi yang muda untuk melangsungkan asal-usul hayat.

Oleh itu, biarpun ada sebab untuk percaya bahawa empat "unsur kehidupan" seharusnya sudah tersedia di tempat lain, namun sistem yang boleh didiami juga mungkin memerlukan bekalan jasad berorbit jangka panjang untuk menyemai unsur tersebut pada planet-planet di dalamnya. Tanpa komet, mungkin tidak akan wujudnya hidupan di Bumi seperti yang kita kenali.

 Mikropersekitaran dan ekstremofil 

Terdapat satu pembatas yang penting terhadap kriteria kebolehdiaman, iaitu bahawa hanya sebahagian kecil sesebuah planet diperlukan untuk menampung kehidupan. Ahli-ahli astrobiologi sering memberikan penekanan terhadap "micropersekitaran" dengan hujah bahawa "kita tiada pemahaman asas tentang bagaimana penggerak-penggerak evolusi seperti mutasi, pemilihan (semula jadi), dan hanyutan genetik, beroperasi dalam mikroorganisma yang bertindak dan bertindak balas terhadap perubahan mikropersekitaran." Ekstremofil merupakan organisma Bumi yang hidup dalam persekitaran yang dianggap melampau sehingga dianggap memudaratkan hidupan. Makhluk lasak sedemikian lazimnya (tetapi bukan semua) berbentuk unisel, antaranya termasuk organisma alkalifil (penggemar alkali) dan asidofil (penggemar asid) yang boleh hidup dalam suhu air melebihi 100 °C dalam keadaan pengudaraan hidroterma.

Penemuan hidupan di keadaan ekstrem telah merumitkan definisi kebolehdiaman, tetapi juga merangsang kalangan pencerakin untuk memperluas lagi julat keadaan yang diketahui di mana hidupan berdaya hidup. Misalnya, planet yang tidak dapat menampung atmosfera semata-mata kerana keadaan suria di lingkungannya, sebaliknya boleh berbuat demikian di dalam rekahan berbayang yang dalam ataupun gua gunung berapi. Begitu juga, rupa bumi yang berkawah-kawah juga dapat melindungi hidupan primitif. Kawah Lawn Hill telah dikaji sebagai analog (kawasan perbandingan) untuk tujuan astrobiologi, di mana para penyelidik berpendapat bahawa sebuah mikropersekitaran yang terlindung untuk mikroorganisma terbentuk daripada isian mendapan deras; keadaan-keadaan seumpanaya telah terjadi sepanjang sejarah geologi Marikh.

Persekitaran-persekitaran di Bumi yang tidak dapat menampung kehidupan masih menimba pengetahuan ahli astrobiologi untuk menentukan had-had ketahanan organisma. Kehidupan nampaknya sukar ditampung di tengah-tengah gurun Atacama yang umum dianggap tempat paling kontang di Bumi; oleh yang demikianlah tempat itu menjadi bahan kajian oleh pihak NASA and ESA keran ia menyediakan analog Marikh, dan gradien-gradien kelembapan di sepanjang pinggirnya amat sesuai untuk mengkaji sempadan antara ketandusan dan kesuburan (kebolehdiaman). Gurun Atacama dijadikan bahan kajian pada tahun 2003 yang sedikit sebanyak mengulangi eksperimen-eksperimen dari misi penjelajahan Viking di Marikh pada 1970-an, di mana tiadanya DNA yang diperoleh daripada dua sampel tanih, malah eksperimen-eksperimen pengeraman untuk biopenunjuk tidak membuahkan hasil yang bermakna.

Faktor ekologi
Terdapat dua pendekatan ekologi semasa untuk menduga potensi kebolehdiaman yang menggunakan 19 atau 20 faktor persekitaran, dengan penekanan terhadap kehadiran air, suhu, kehadiran nutrien, sumber tenaga, dan perlindungan daripada sinaran ultraungu suria dan kosmos galaksi.

 Antara faktor-faktor kebolehdiamanAir   Aktiviti air cecair  Simpanan cecair (ais) dahulu atau akan datang  Kemasinan, pH, dan Eh air yang tersediaPersekitaran kimia  Nutrien:  C, H, N, O, P, S, logam pati, mikronutrien pati Nitrogen tetapKetersediaan/mineralogi Kelimpahan dan kemautan toksin:  Logam berat (cth. Zn, Ni, Cu, Cr, As, Cd, dll.; ada yang pati, tetapi toksik jika berlebihan)  Tanih teroksida tertabur seluruh bumiTenaga untuk metabolisme  Suria (paras permukaan dan dekat permukaan sahaja) Geokimia (bawah permukaan)  Oksidan  Penurun  Gradien redoksKeadaan fizikalyang mengizinkan  Suhu Turun naik suhu harian ketara Tekanan rendah (adakah terdapat ambang tekanan rendah untuk anaerob bumian?) Sinaran pembasmi kuman ultraungu yang kuat Sinaran kosmos galaksi dan peristiwa zarah suria (kesan terkumpul jangka panjang)  Bahan pengoksidaan meruap aruhan ultraungu suria, cth. O 2−, O−, H2O2, O3 Iklim dan keberubahan iklim (geografi, peralihan musim, kitaran harian, dan variasi kecondongan) Substrat (proses tanih, mikropersekitaran berbatu, komposisi debu, perlindungan angkasa) Kepekatan CO2 tinggi dalam atmosfera segenap bumiAngkutan (angin, air tanah, air permukaan, glasier)

 Sistem bintang alternatif 
Dalam menentukan kebolehjadian hidupan luar angkasa, para ahli astronomi selama ini menumpukan perhatian kepada bintang-bintang yang setaraf dengan Matahari. Akan tetapi, sistem-sistem planet yang menyerupai Sistem Suria kita terbukti jarang didapati, maka mereka pun mula menerokai kemungkinan wujudnya hidupan di sistem-sistem yang jauh berbeza daripada sistem kita.

 Sistem bintang ganda 

Sering dianggarkan bahawa lebih 50% daripada semua sistem najam adalah sistem bintang ganda, tetapi mungkin sebahagiannya bias pensampelan kerana bintang-bintang yang serba cerah dan masif (berjisim amat besar) selalunya ditemui dalam bentuk ganda () dan oleh itu paling mudah dicerap dan dikatalogkan; analisis lebih jitu membayangkan bahawa sistem bintang malap-malap yang lebih umum ditemui adalah berbintang tunggal, dan sebanyak dua pertiga daripada semua sistem najam yang ada adalah berbintang tunggal.

Jarak antara bintang dalam sistem ganda mungkin dalam kurang dari satu hingga ratusan unit astronomi (UA, purata jarak antara Bumi dan Matahari). Bagi yang jaraknya ratusan UA, kesan gravitinya tidak akan ketara pada planet yang mengorbit bintang yang sesuai, maka potensi kebolehdiaman tidak akan terjejas melainkan orbitnya terlebih sipi (contohnya Nemesis). Jika jaraknya terlalu dekat pula, maka orbit yang stabil mustahil terbentuk. Jika jarak planet dengan bintang utamanya melebihi satu perlima jarak terdekatnya dengan bintang yang lain, maka kestabilan orbit tidak terjamin. Tidak jelas sama ada planet boleh terbentuk dalam sistem bintang ganda kerana daya gravitinya mungkin mengganggu pembentukan planet. Hasil teori oleh Alan Boss di Carnegie Institution menunjukkan bahawa gergasi gas boleh terbentuk di keliling bintang dalam sistem bintang ganda sama seperti sistem bintang tunggal.

Satu kajian terhadap Alpha Centauri, iaitu sistem najam yang paling dekat dengan Matahari kita, mengusulkan bahawa bintang ganda tidak semestinya disingkirkan dalam pencarian planet yang boleh didiami. Planet-planet Centauri A dan B mempunyai jarak paling dekat 11 UA (min 23 UA), dan kedua-duanya pun haruslah mempunyai zon boleh didiami yang sesuai. Kajian kestabilan orbit jangka panjang secara simulasi planet dalam sistem menunjukkan bahawa sebarang planet dalam sekitar 3 UA dari mana-mana bintang mungkin kekal cukup stabil (iaitu paksi semimajor menyisih kurang dari 5% sepanjang 32 000 kala ganda). Zon boleh didiami berterusan (ZBDT untuk 4.5 bilion tahun) bagi Centauri A diberi anggaran konservatif dalam 1.2 hingga 1.3 UA, dan Centauri B pula 0.73 hingga 0.74—kedua-duanya di dalam kawasan cukup stabil.

 Sistem kerdil merah 

300px|thumb|Perbandingan saiz bintang dan suhu fotosfera. Sebarang planet yang mengitari kerdil merah seperti yang ditunjukkan dalam rajah ini (Gliese 229A) haruslah dekat untuk mencapai suhu seakan Bumi, mungkin mengaruh penguncian pasang surut. Penghargaan: MPIA/V. Joergens.

Menentukan kebolehdiaman bintang kerdil merah mungkin boleh membantu dalam menentukan betapa mungkin meluasnya hidupan di alam semesta, kerana kerdil merah merangkumi 70 hingga 90 peratus daripada semua bintang di galaksi.

 Saiz 
Selama bertahun-tahun lamanya, bintang kerdil merah diketepikan oleh ahli astronomi sebagai calon habitat hidupan. Betapa kecilnya kerdil merah (0.08 hingga 0.45 jisim suria) bermakna tindak balas nuklearnya teramat perlahan, malah cahaya yang dipancarkan pun amat sedikit (dari setakat 3% hingga sekecil 0.01% daripada Matahari). Sebarang planet yang mengitari kerdil merah seharusnya terletak sangat dengan bintang induknya untuk mencapai suhu permukaan seakan Bumi, iaitu dari 0.3 UA (baru di dalam orbit Utarid) bagi bintang seperti Lacaille 8760, hingga sekecil 0.032 UA bagi bintang seperti Proxima Centauri (dunia seumpamanya akan mengalami setahun 6.3 hari sahaja). Pada jarak-jarak sedemikian, graviti bintang akan menyebabkan pasang surut air terkunci. Sebelah planet menghadap bintang selamanya, sementara sebelah lagi sentiasa menghadap ke belakang. Masih ada beberapa cara untuk hidupan berpotensi mengelak keadaan terlampau panas atau sejuk, iaitu jika planet mempunyai atmosfera yang cukup tebal untuk memindahkan haba bintang dari sebelah siang ke sebelah malam, ataupun jika terdapat gergasi gas dalam zon boleh didiami, dilengkapi bulan boleh didiami yang mengitari planet berkenaan untuk membolehkan taburan sinaran yang lebih sama-rata di merata planet. Sudah sekian lama dianggap bahawa atmosfera setebal itu akan menghalang cahaya suria daripada mencapai permukaan, oleh itu tidak terjadilah fotosintesis.


Namun begitu, harapan baharu didatangkan oleh usaha penyelidikan. Hasil kajian Robert Haberle dan Manoj Joshi di Pusat Penyelidikan Ames kelolaan NASA di California menunjukkan bahawa atmosfera sesebuah planet (dengan anggapan bahawa juga terdapat gas-gas rumah hijau CO2 dam H2O) hanya perlu mencapai ukuran  supaya haba bintang dapat disampaikan ke sebelah malam. Keadaan ini cukup memadai untuk fotosintasi, tetapi airnya akan kekal beku di sebelah malam dalam sesetengah model (contoh simulasi) mereka. Martin Heath dari Greenwich Community College telah menunjukkan bahawa air laut juga dapat diedarkan secara berkesan tanpa membeku jadi pepejal jika lembangan lautnya cukup dalam untuk membolehkan aliran bebas di bawah litupan ais sebelah malam. Kajian selanjutnya, termasuk pengambilkiraan jumlah sinaran aktif fotosintesis, mengusulkan bahawa planet-planet yang terkunci pasang surutnya di sistem kerdil merah mungkin boleh didiami setidak-tidaknya oleh tumbuhan paras tinggi.

 Rintangan lain 
Walaupun begitu, saiz bukan satu-satunya faktor yang menjadikan kerdil merah kurang sesuai untuk hidupan. Di planet kerdil merah, fotosintesis mustahil berlaku di sebelah malam kerana ia tidak akan melihat matahari. Di sebelah siang pula, oleh sebab matahari tidak terbit atau terbenam, maka kawasan-kawasan dalam bayangan gunung pun tidak dapat subur buat selamanya. Fotosintesis yang kita fahami akan dirintangi oleh hakikat bahawa kerdil merah menghasilkan kebanyakan sinarannya dalam inframerah, sedangkan di Bumi prosesnya bergantung pada cahaya nyata. Senario sebegini mungkin ada kebaikannya; pelbagai ekosistem bumian bergantung pada kemosintesis (sebagai pengganti fotosintesis, misalnya) yang mungkin berlaku dalam sistem kerdil merah. Kedudukan bintang utama yang statik menidakkan keperluan tumbuhan untuk menghalakan daun-daun ke arah matahari, berhadapan dengan peralihan cerah gelap, ataupun bertukar dari fotosintesis ke menyimpan tenaga malam hari. Disebabkan ketiadaan kitaran siang malam, termasuklah cahaya malap subuh dan senja, akan diperolehnya jauh lebih banyak tenaga pada tahap sinaran yang tertentu.

Kerdil merah amat banyak berubah dan bergolak daripada bintang-bintang besar yang stabil. Ia kadang-kadang dilitupi tompokan bintang yang boleh memalapkan pancaran cahaya sebanyak 40 peratus selama berbulan-bulan sekali, dan kadang-kadang juga memancarkan suar raksasa yang boleh menggandakan kecerahan dalam masa beberapa minit. Keberubahan sebegini amat berbahaya untuk hidupan kerana bukan sahaja ia akan memusnahkan sebarang molekul organik kompleks yang membentuk hidupan terawal, malah ia juga akan memadamkan sebahagian besar atmosfera planetnya.

Untuk menampung kehidupan, planet yang mengitari kerdil merah akan mengehendaki medan magnet yang berputar dengan deras supaya terlindung dari suar suria. Planet yang terkunci pasang surut berputar dengan amat perlahan, dan oleh itu tidak dapat menghasilkan geodinamo di terasnya. Tempoh suar kencang dalam kitaran hayat kerdil merah dianggarkan hanya selama kira-kira 1.2 bilion tahun pertama kewujudannya. Jika planet terbentuk jauh dari kerdil merah untuk mengelak dari pasang surut terkunci, kemudian berhijrah ke zon boleh didiami bintang selepas tempoh awal yang bergelora ini, ada kemungkinan hidupan berpeluang untuk berkembang. Namun demikian, pada usia yang diberi 7–12 bilion tahun, Bintang Barnard jelas lebih tua daripada Matahari dan sekian lama dianggap tenang dari segi aktiviti najam. Akan tetapi pada tahun 1998, ahli astronomi digemparkan oleh pemerhatian suar najam yang ganas dari Bintang Barnard, menunjukkan bahawa ia setua-tua mana pun tetap bintang bersuar.

 Panjang hayat dan kekerapan 
Bintang kerdil merah ada satu kelebihan selaku kediaman hidupan berbanding bintang-bintang lain, iaitu hayatnya yang jauh lebih lama. Diambil masa 4.5 bilion tahun sebelum manusia muncul di Bumi, dan hidupan yang kita kenali akan terus menikmati keadaan sesuai selama 1 hingga 2.3  lagi. Kerdil merah pula mampu berhayat bertrilion-trilion tahun kerana reaksi nuklearnya jauh lebih perlahan daripada bintang besar-besar; ertinya, sebarang hidupan di situ dapat berkembang dan bermandiri lebih lama.

Biarpun kebarangkalian menemui planet dalam zon boleh didiami sebarang kerdil merah adalah tipis, namun jumlah amaun zon boleh didiami di sekitar semua kerdil merah adalah bersamaan dengan jumlah amaun sekitar bintang seakan Matahari kerana kerdil merah terdapat dalam jumlah yang amat banyak di merata-rata alam semesta. Lebih-lebih lagi, jumlah amaun zon boleh didiami ini akan kekal lebih lama kerana kerdil merah berhayat ratusan bilion tahun ke atas dalam jujukan utama. Namun demikian, setelah diambil kira kekurangan di atas, kemungkinan besar bintang kerdil merah lebih lama boleh didiami mikrob, sementara kerdil kuning yang pendek hayat seperti Matahari akan lebih lama boleh didiami haiwan.

 Bintang masif 
Kajian terbaharu menunjukkan bahawa bintang amat besar, iaitu lebih daripada ~100 jisim suria, mungkin mempunyai sistem planet yang terdiri dariapda ratusan planet sebesar Utarid di dalam zon boleh didiami. Sistem-sistem sedemikian mungkin juga mengandungi kerdil perang dan bintang jisim rendah (~0.1–0.3 jisim suria). Akan tetapi, bintang yang berjisim begitu besar amat singkat jangka hayatnya, maka tidak cukuplah masa untuk planet menyejuk, apatah lagi biosfera yang stabil berkembang. Oleh itu, bintang masih disingkirkan dari calon-calon kediaman hidupan.Stellar mass#Age

Walau bagaimanapun, terdapat satu lagi kemungkinan cara sistem bintang masif dapat mencetuskan kehidupan, iaitu melalui letupan supernova si bintang masif di pusat sistem, di mana supernova ini akan menyebarkan unsur-unsur yang berat ke seluruh kawasan sekelilingnya, tercipta dalam fasa ketika bintang masif beranjak dari jujukan utama, dan sistem-sistem bintang berjisim rendah (yang masih di dalam jujukan utama) di dalam bekas sistem bintang masif boleh diperkaya dengan bekalan unsur berat yang cukup banyak dalam jarak yang begitu dekat dari letupan supernova. Namun begitu, ini tidak memberikan petunjuk tentang planet jenis apa yang terbentuk daripada bahan supernova, apatah lagi sejauh mana ia dapat didiami hidupan.

Empat kelas planet boleh didiami berdasarkan air

Dalam mengkaji faktor-faktor yang penting untuk perkembangan planet sebesar Bumi yang boleh didiami, Lammer dan rakan-rakan kerjanya mengusulkan klasifikasi empat jenis habitat yang bergantung pada air:

Habitat Kelas I merupakan jasad planet di mana keadaan najam dan geofizik membolehkan terdapatnya air cecair di permukaan, di samping cahaya matahari, supaya organisma multisel boleh bermula.
Habitat Kelas II termasuklah jasad-jasad yang mula-mula mengalami keadaan seakan Bumi, tetapi tidak mengekalkan keupayaan untuk menampung air cecair di atas permukaan disebabkan keadaan najam atau geofizik. Antara contoh kelas ini termasuklah Marikh dan mungkin juga Zuhrah, di mana hidupan kompleks tidak dapat berkembang.
Habitat Kelas III merupakan jasad planet di mana lautan air cecair wujud di bawah permukaan, di mana ia dapat berinteraksi secara langsung dengan teras yang kaya dengan silika.
Situasi sebegini boleh dijangka di planet kaya air ya g terletak terlalu jauh dari bintangnya sehingga tidak dimungkinkan air cecair permukaan, tetapi air bawah permukaannya berbentuk cecair disebabkan haba geoterma. Antara contoh persekitaran seumpama itu ialah Europa dan Enceladus. Di alam-alam sedemikian, bukan sahaja terdapat cahaya sebagai sumber tenaga, malah bahan-bahan organik yang dibawa masuk oleh meteorit (yang dipercayai perlu untuk memulakan hidupan dalam sesetengah senario) tidak mungkin mencapai air cecair dengan mudah. Jika planet hanya dapat menampung hidupan di bawah permukaan, maka biosfera tidak mungkin akan mengubah suai seluruh persekitaran planet dengan ketara, maka adalah teramat sukar untuk mengesan kehadiran hidupan di eksoplanet.
Habitat Kelas IV mempunyai lapisan air cecair di antara dua lapisan ais, ataupun cecair di atas ais.
Jika lapisan air cukup tebal, maka air pada asasnya akan berada dalam fasa pepejal (polimorfa ais) disebabkan tekanan tinggi. Ganymede dan Callisto mungkin tergolong dalam kelas ini, kerana lautan-lautannya dipercayai dilitupi lapisan ais tebal. Dalam keadaan sebegini, hidupan yang paling ringkas pun amat sukar hendak menjelma kerana bahan-bahan yang perlu untuk kehidupan akan dilunturkan sama sekali.

 Kejiranan galaksi 

Di samping ciri-ciri planet dan sistem najamnya, seluruh persekitaran galaksi mungkin juga mengesani kebolehdiaman. Para saintis mengambil kira kemungkinan bahawa sesetengah kawasan tertentu lebih sesuai didiami daripada kawasan-kawasan lain dalam sesebuah galaksi; Sistem Suria yang kita diami, yang terletak di Lengan Orion, di tepian galaksi Bimasakti, dianggap berada dalam kawasan yang sesuai untuk kehidupan:
 Ia tidak berada di dalam kelompok globul di mana ketumpatan bintang yang amat tinggi memudaratkan hidupan disebabkan sinaran dan gangguan graviti berlebihan. Kelompok globul juga terdiri terutamanya daripada bintang yang tua-tua dan barangkali miskin logam. Lebih-lebih lagi, di kelompok globul, Lebih-lebih lagi, usia bintang yang lanjut bererti adalah terlalu berbahaya untuk sebarang hidupan yang terbentuk di planet disebabkan bintang perumah mahupun bintang-bintang jiran akan sudah mengalami terlalu banyak evolusi najam.
 Ia tidak berdekatan dengan punca sinar gama yang aktif.
 Ia tidak berdekatan dengan pusat galaksi di mana ketumpatan bintang sekali lagi meningkatkan kemungkinan pengionan sinaran (contohnya, dari magnetar dan supernova). Juga dipercayai terletaknya lohong hitam supermasif di tengah-tengah galaksi yang mungkin membahayakan sebarang jasad berdekatan.
 Orbit Matahari yang bulat mengitari pusat galaksi, menghindarkan Matahari dari ditimpa lengan pilin galaksi di mana sinaran dan gravitasi yang melampau sekali lagi mungkin akan menyebabkan gangguan kepada hidupan.Ward, pp. 26–29.

Oleh yang demikian, sebarang sistem najam yang hendak menampung hidupan haruslah terletak di kawasan yang cukup terpencil dari sistem-sistem lain dalam galaksi. Andaikan Matahari terhimpit di kalangan sistem-sistem lain, maka kemungkinan terlalu hampir dengan punca sinaran berbahaya akan meningkat secara mendadak. Lebih-lebih lagi, jiran-jiran terdekat mungkin akan mengganggu kestabilan pelbagai jasad berorbit seperti objek-objek awan Oort and lingkaran Kuiper, dan ini akan mengundang malapetaka jika berlaku di tengah Sistem Suria.

Hidupan di planet sukar terbentuk bukan sahaja jika planetnya terletak berhimpit dengan bintang-bintang lain, bahkan juga jika letaknya terlalu jauh terpencil. Bintang yang sekaya logam dengan Matahari tidak mungkin terbentuk di kawasan yang paling jauh di pinggiran Bimasakti disebabkan penurunan dalam kelimpahan relatif logam serta kurangnya pembentukan bintang. Oleh itu, lokasi "pinggir kota" seperti yang dinikmati Sistem Suria kita, adalah lebih baik daripada kawasan pusat mahupun jangkauan terjauh sesebuah galaksi.

 Pertimbangan lain 

 Biokimia alternatif 

Biarpun kebanyakan penyelidikan terhadap hidupan luar bumi bermula dengan anggapan bahawa hidupan maju haruslah mempunyai keperluan hidup yang serupa dengan Bumi, namun terdapat hipotesis wujudnya jenis-jenis biokimia yang lain, membayangkan kemungkinan hidupan berkembang melalui mekanisme metabolisme yang berbeza. Dalam buku Evolving the Alien, ahli biologi Jack Cohen dan ahli matematik Ian Stewart berhujah bahawa ilmu astrobiologi yang berasaskan hipotesis Bumi Langka adalah terbatas dan kurang imaginasi. Sebaliknya, mereka mengusulkan bahawa planet-planet seakan Bumi sungguhpun amat jarang ditemui, tetapi mungkin adanya hidupan kompleks yang tidak berasaskan karbon di jenis-jenis persekitaran yang lain. Alternatif karbon yang paling kerap disebut ialah hidupan berasaskan silikon; ada kalanya juga disebut akan amonia and hidrokarbon sebagai pelarut alternatif bagi air. Ahli astrobiologi Dirk Schulze-Makuch dan lain-lain telah mengusulkan Indeks Kebolehdiaman Planet, dan antara kriterianya termasuk "potensi menampung bahan pelarut cecair" yang tidak semestinya terhad kepada air.

Banyak lagi idea spekulatif yang tertumpu pada jasad-jasad yang berbeza sama sekali daripada planet seakan Bumi. Ahli astronomi Frank Drake, seorang penyokong terkemuka kepada usaha pencarian hidupan luar bumi, membayangkan kehidupan di atas bintang neutron, iaitu "molekul-molekul nuklear" submikroskopik (lebih kecil daripada mikroskopik sehingga terlalu halus untuk dilihat melalui mikroskop) bercantum-cantuman untuk membentuk makhluk dengan kitaran hidup yang berjuta-juta kali lebih cepat daripada hidupan Bumi. Diulas "penuh imaginasi dan kelakar", idea itu telah mencetuskan kisah-kisah cereka sains. Carl Sagan, serang lagi optimis berkenaan hidupan luar bumi, menulis dalam kertas kerja 1976 telah akan kemungkinan wujudnya organisma yang hidup sepanjang hayat di udara di dalam atmosfera tinggi Musytari. Cohen dan Stewart turut mewawaskan kehidupan dalam persekitaran bersuria dan juga atmosfera gergasi gas.

"Musytari baik"
"Musytari baik" () merupakan gergasi gas seumpama Musytari dalam Sistem Suria kita, yang mengitari bintangnya dalam orbit bulat yang cukup jauh dari zon boleh didiami supaya tidak terganggu, tetapi cukup dekat untuk "melindungi" planet bumian dalam lingkungan dengan dua cara yang kritikal:
 ia membantu menstabilkan orbit, dan oleh itu menstabilkan iklim planet dalaman.
 ia membantu menghindarkan planet dalaman daripada ancaman komet dan asteroid yang boleh menyebabkan hentaman yang membinasakan. Musytari mengitari Matahari pada sekitar lima kali jarak antara Bumi dan Matahari. Inilah anggaran jarak yang harus dijangka untuk mencari Musytari lain di sistem najam lain. Peranan Musytari sebagai "pelindung" digambarkan secara dramatik pada tahun 1994 apabila dihentam komet Shoemaker–Levy 9.

Akan tetapi, buktinya tidak begitu jelas. Kajian menunjukkan bahawa peranan Musytari dalam menentukan sekerap mana objek melanda Bumi adalah jauh lebih rumit daripada yang disangkakan terdahulu.

Peranan Musytari dalam sejarah awal Sistem Suria pula lebih mantap dan kurang dipertikaikan. Di awal sejarah Sistem Suria, dipersetujui bahawa Musytari memainkan peranan penting dalam penghidratan (pengairan) Bumi kita kerana ia meningkatkan kesipian orbit-orbit lingkaran asteroid dan membolehkan banyak asteroid untuk melintasi orbit Bumi dan membekalkan zat-zat meruap yang penting untuk Bumi seperti air dan karbon dioksida. Sebelum Bumi mencapai setengah daripada jisim masa kini, jasad-jasad berais dari kawasan Musytari-Zuhal dan jasad-jasad kecil dari lingkaran asteroid primordial membekalkan air ke Bumi disebabkan taburan graviti dari Musytari, dan juga Zuhal tetapi tidak begitu banyak. Oleh itu, gergasi gas biarpun kini pelindung yang berguna, tetapi dahulu pembekal bahan-bahan yang penting untuk kebolehdiaman.

Sebaliknya, jasad sebesar Musytari yang mengorbit bukan di dalam tetapi terlalu dekat dengan zon boleh didiami (seperti di 47 Ursae Majoris), ataupun yang mempunyai orbit terlampau bujur yang melintasi zon boleh didiami (seperti 16 Cygni B), amat menyukarkan wujudnya planet berdikari seakan Bumi dalam sistem. (Rujuk perbincangan dalam bahagian Zon boleh didiami yang stabil di atas.) Akan tetapi, dalam proses penghijrahan ke dalam zon boleh didiami, sebuah planet sebesar Musytari mungkin akan mencekup sebuah planet bumian untuk dijadikan bulan. Meskipun planet sedemikian pada mulanya tidak terikat ketat dan menelusuri orbit dengan sangat cenderung, namun interaksi graviti dengan bintang boleh menstabilkan bulan baru itu ke dalam orbit bulat yang rapat dan sesatah dengan orbit planet di keliling bintang.

 Catatan 


 Rujukan 

Kategori:Eksoplanetologi
Kategori:Astrobiologi