Syarat-syarat keadaan yang membolehkan ujudnya organisma kehidupan di Bumi masih belum dapat dikenal pasti dengan tepat. Walaupun demikian jelas bahawa kemunculan kehidupan dapat dijelaskan melalui fenomena semulajadi. Jika kemunculan kehidupan ini boleh berlaku pada permukaan planet kita, ia mungkin, malah besar kemungkinan, ia juga berlaku di planet-planet lain bila mana syarat-syarat alam sekitar mereka membenarkannya.

Amat menarik jika dapat kita menganggarkan syarat-syarat minimum yang diperlukan bagi kemunculan kehidupan di planet lain. Lebih menarik lagi ialah syarat-syarat spesifik yang membenarkan kehidupan organisma yang berakal. Kriteria kedua ini lebih menghadkan sebab evolusi hidup organisma primitif yang melahirkan kehidupan organisma berakal memerlukan satu persekitaran dan iklim yang lebih stabil dalam jangka masa yang panjang.

Ciri-ciri bintang-bintang yang menggalakkan kehidupan

Soalan yang pertama adalah berkenaan bintang yang dikelilingi oleh planet-planet yang berpotensi membawa kehidupan. Apakah syarat-syarat yang bintang seperti ini perlu penuhi supaya dapat membolehkan ujudnya kehidupan?

Sila bayangkan, satu sistem bintang tunggal, seperti Sistem Suria, yang kelihatan secara a priori lebih baik disebabkan orbitnya yang lebih stabil dan lebih membulat. Manakala dalam sistem-sistem berpelbagai bintang-bintang pula, gangguan graviti akan menyusahkan pembentukan planet-planet yang mempunyai orbit yang stabil. Walau bagaimanapun, jika ahli-ahli sistem pelbagai bintang tersebut terpisah secukup jauhnya, sebuah planet yang stabil boleh terbentuk mengelilingi salah satu daripada bintang-bintang tersebut tanpa dipengaruhi oleh bintang yang lain.

Bintang seperti ini perlu berjisim antara separuh dan dua kali ganda jisim Matahari. Jisim yang lebih rendah daripada ini kurang bersinar dan menyumbangkan tenaga yang tidak mencukupi untuk melahirkan kehidupan yang bijak. Jisim yang terlalu tinggu pula tidak sesuai juga sebab jangka hayat bintang tersebut yang terlalu pendek. Kira-kira satu bilion tahun diperlukan untuk kehidupan organisma muncul di Bumi dan lima bilion tambahan diperlukan untuk organisma tersebut berkembang dalam evolusi membentuk organisma kehidupan bijak. Bintang sepuluh jisim Suria pula kekal dalam fasa stabil hanya selama beberapa juta tahun sahaja lansung tidak mencukup untuk tujuan tersebut. Jangka hayat selama 200 juta tahun bintang berjisim tiga kali ganda jisim Suria pun dipercayai terlalu singkat.

Kemunculan kehidupan juga terhad kepada komposisi kimia bintang tertentu. Sebagai contoh, generasi pertama bintang telah terbentuk daripada unsur-unsur kimia yang dicipta dalam Big Bang, yang terdiri pada dasarnya daripada hidrogen dan helium. Unsur-unsur yang lebih berat muncul hanya selepas itu, semasa evolusi generasi pertama ini. Kini, kehidupan memerlukan unsur-unsur berat, khususnya karbon, oksigen, dan nitrogen.

Ciri-ciri orbit planet

Apakah syarat-syarat yang planet perlu penuhi supaya ia mampu menggalakkan kehidupan, lebih-lebih lagi kehidupan yang berakal?

Ciri-ciri penting yang pertama adalah saiz orbitnya. Jarak antara bintang dan planet harus diselaraskan dengan baik supaya ini boleh menerima kuantiti tenaga yang optimum. Terlalu hampir, seperti dalam kes Venus, planet tersebut akan menjadi terlalu panas dan tertakluk kepada aliran tenaga yang terlalu kuat. Terlalu jauh pula, seperti dalam kes Marikh, ia tidak akan menerima tenaga yang cukup dan menjadikannya terlalu sejuk. Dalam Sistem Suria, Bumi adalah satu-satunya planet dalam zon yang kita panggil habitability zone, iaitu zon yang dapat didiami.

Atas sebab-sebab kestabilan suhu purata, orbit planet perlu lebih membulat, seperti Bumi. Orbit yang terlalu membujur mengakibatkan variasi perubahan jarak kejauhan dan tenaga, termasuk suhu, terlalu tinggi. Ini mewujudkan satu keadaan yang tidak stabil dan tidak menggalakkan kemunculan kehidupan dan evolusinya.

Satu kriteria yang lebih kontroversi adalah kewujudan satu satelit yang besar seperti Bulan mengelilingi planet. Kehadiran objek ini yang terbentuk hasil pengaruh graviti dapat menunjuk kepada kestabilan paksi putaran planet dan oleh itu kestabilan suhu purata. Namun demikian, kestabilan paksi putaran ini bukanlah satu faktor yang terlalu penting.

Ciri-ciri fizikal planet-planet

Jisim planet ini merupakan faktor yang penting. Paling kurangnya, jisim perlu mencukupi supaya graviti mampu menahan unsur-unsur ringan sebagai karbon atau oksigen daripada terbebas ke angkasa lepas. Planet ini juga perlu mengandungi bahan radioaktif cukup daripada tenaga yang telah terbebas semasa berbilion-bilion tahun. Tenaga ini adalah penting untuk menyokong volcanisma dan plat tektonik, satu faktor yang amat penting untuk mengitarkan udara dan mengawal suhu. Disebabkan jisimnya yang terlalu rendah Marikh merupakan satu dunia tanpa aktiviti geologi yang hebat.

Jisim planet juga tidak boleh terlalu besar. Dalam kes Musytari, gravitinya yang begitu kuat menyebabkan tiada unsur kimia telah dapat terbebas. Planet ini terbentuk pada dasarnya dari hidrogen dimana persekitarannya boleh menghalang pembentukan molekul kehidupan.

Di tengah-tengah planet, kehadiran nukleus logam juga penting. Melalui pusingannya, nukleus ini dapat menjanakan satu medan magnet yang mampu melindungi permukaan planet dari sinaran kosmik yang boleh membunuh kehidupan.

Planet ini perlu mampu menampung suatu atmosfera. Pertamanya, disebabkan oleh sintesis molekul organik dalam jumlah yang cukup besar yang tidak boleh terjadi tanpa atmosfera. Keduanya, atmosfera membentu satu skrin pelindung yang boleh menghalang molekul kompleks daripada dimusnahkan oleh radiasi solar, khususnya dalam sinar ultraungu dan X-ray.

Selain daripada atmosfera, planet ini perlu mempunyai bidang air, satu kuantiti air dalam bentuk cecair yang luas. Selain daripada memainkan peranan sebagai pelindung tambahan dari radiasi bahaya, ia dapat membentukkan satu tempat dimana molekul-molekul dapat bertemu dalam kepekatan yang mencukupi untuk menghasilkan tindak balas kimia dalam kuantiti yang besar. Air juga merupakan satu daripada elemen-elemen interaksi kimia yang perlu bagi kehidupan, sekurang-kurangnya kehidupan yang menyerupai kita.

Litosfera, iaitu satu permukaan pejal, juga dianggap satu elemen yang penting untuk menggalakkan kehidupan. Menghubungi molekul kecil dalam kumpulan yang lebih kompleks memerlukan permukaan yang kukuh dan bukannya persekitaran yang sentiasa bergerak. Tambahan lagi, cara terbaik untuk mendapatkan kepekatan sebatian kimia yang tinggi ialah dengan meredakan sebatian ini dan membenarkan penyejatan berlaku.