September 24, 2022

Para astronom biasanya membagi planet-planet di tata surya kita menjadi dua jenis: dunia berbatu dan raksasa gas. Namun, menurut sebuah studi baru tentang planet-planet di sistem bintang lain di galaksi kita, ada jenis dunia ketiga, yang terdiri dari sekitar 50 persen air dan 50 persen batu. Dan dunia yang kaya air seperti itu adalah tempat yang menggiurkan bagi para astronom untuk menguji hipotesis mereka tentang apa yang membuat sebuah planet mampu mendukung kehidupan.

“Dalam hidup kita, untuk pertama kalinya, kita mungkin dapat mengatakan sesuatu yang terbukti secara ilmiah tentang kelayakhunian di planet lain,” kata Rafael Luque, seorang rekan postdoctoral di University of Chicago yang merupakan penulis pertama dalam studi baru yang diterbitkan Kamis. di jurnal Sains. “Dan itu adalah langkah besar, besar.”

Dalam beberapa tahun terakhir, para astronom telah dengan cepat mendeteksi planet baru yang mengorbit bintang di luar planet kita, yang disebut exoplanet. Hingga saat ini, lebih dari 5.000 exoplanet telah ditemukan dan dikonfirmasi. Tetapi mencari tahu persis seperti apa dunia itu—dan karena itu apakah mereka bisa dihuni atau tidak—dari jarak beberapa tahun cahaya adalah hal yang sulit.

Sebagian besar exoplanet telah ditemukan menggunakan apa yang disebut metode transit, yang mengidentifikasi sebuah planet secara tidak langsung dengan mengamati bagaimana cahaya bintangnya sedikit meredup ketika planet melintas di depannya. Para astronom juga dapat menyimpulkan radius sebuah planet ekstrasurya dengan seberapa banyak cahaya bintang yang diblokirnya. Para ilmuwan telah menggunakan informasi itu untuk membandingkan dunia asing ini dengan planet-planet di tata surya kita sebagai cara untuk menghipotesiskan seperti apa bentuknya. Sebuah planet dengan radius yang sama dengan Bumi, misalnya, dianggap cukup berbatu.

See also  Apakah T. rex benar-benar tiga spesies yang berbeda? Ada perdebatan.

Tapi di orbit di sekitar banyak bintang katai merah, yang sejauh ini merupakan bintang paling umum di galaksi kita, ada semacam planet yang tidak memiliki analog di tata surya kita. Berdasarkan jari-jarinya, dunia ini cocok dengan celah ukuran antara Bumi dan Neptunus.

[Related: Newly discovered exoplanet may be a ‘Super Earth’ covered in water]

Pemikiran di antara para astronom telah lama bahwa planet-planet kecil itu masuk ke dalam dua kategori: beberapa dianggap “Bumi super” dan beberapa “mini-Neptunus.” Gagasan ini didukung oleh pengamatan kelangkaan exoplanet yang memiliki radius sekitar 1,6 kali Bumi, yang disebut “lembah radius,” jelas Ravi Kopparapu, ilmuwan planet di Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA yang tidak terlibat dalam studi baru. Cara radiasi bintang mengikis atmosfer planet, katanya, telah dianggap menjelaskan celah jari-jari itu.

Dengan logika itu, “Bumi super”, yang berada di sisi yang lebih kecil dari lembah radius itu, ditinggalkan dengan atmosfer yang sangat tipis dan permukaan berbatu yang sebagian besar terbuka. “Mini-Neptunus,” di sisi lain, telah mempertahankan atmosfer yang tebal dan bengkak dan oleh karena itu planet-planet yang mengandung gas ini memiliki jari-jari yang lebih besar.

Tapi mungkin ada cara lain untuk membangun sebuah planet ekstrasurya untuk memiliki jari-jari tersebut. Karena mereka tidak memiliki analog di tata surya kita, dunia ini bisa jadi benar-benar asing. Jadi untuk mengetahui bahan apa yang mungkin membentuk planet-planet jauh ini, Luque dan kolaboratornya Enric Pallé berusaha menentukan kepadatannya.

Kepadatan bukanlah sesuatu yang dapat diukur secara langsung dari jarak yang begitu jauh, tetapi dengan massa dan jari-jari planet, ini adalah perhitungan sederhana (massa dibagi volume sama dengan kepadatan). Para peneliti menggunakan pengukuran radius dan massa dari 34 planet yang baru dideteksi oleh Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), yang diluncurkan pada 2018, untuk mengumpulkan sampel kepadatan eksoplanet kecil yang misterius ini.

See also  Teleskop Luar Angkasa James Webb terkena mikrometeoroid

[Related: We may be underestimating how many cold, giant planets are habitable]

Berdasarkan perhitungan mereka, radius lembah bukanlah yang memisahkan berbagai jenis planet yang mengorbit di sekitar bintang katai merah. Ini kepadatan. Dan mereka memperkirakan bahwa planet ekstrasurya itu bisa menjadi salah satu dari tiga jenis dunia: berbatu, gas, atau, tipe baru, kaya air.

“Kita mungkin menganggap Bumi sebagai planet yang kaya air, tetapi air di Bumi hanya 0,02 persen dari total beratnya,” kata Luque. Kepadatan dunia air yang jauh ini, sementara itu, menunjukkan bahwa sekitar setengah dari massa mereka adalah air.

Tapi jangan mulai membayangkan dunia dengan inti berbatu dan lautan air yang dalam mengalir di atasnya, terbuka ke luar angkasa, kata Luque. “Apa yang kami lihat dalam sampel kami adalah bahwa air ini tidak bisa berada di permukaan,” katanya. “Airnya mungkin terperangkap di bawah permukaan atau mungkin bercampur dengan magma, tetapi tidak dalam bentuk lautan yang dalam—setidaknya tidak di permukaan.”

Analog terdekat yang kita miliki di tata surya kita dengan dunia yang kaya air seperti itu adalah bulan Jupiter dan Saturnus. Misalnya, Europa, salah satu bulan Jupiter, memiliki lautan dalam yang mengalir di bawah cangkang es air global.

Tidak mungkin exoplanet ini memiliki cangkang es air, kata Luque, karena mereka lebih dekat dengan bintangnya—air apa pun di permukaannya akan menguap. Yaitu, setidaknya, di sisi planet yang menghadap matahari. Dunia-dunia ini tidak berputar pada porosnya untuk memiliki siklus siang dan malam seperti yang dilakukan Bumi. Sebaliknya, ada sisi terang dan sisi gelap yang permanen. Namun, kata Luque, mungkin ada wilayah di mana sisi terang dan sisi gelap bertemu, dalam semacam senja abadi, di mana suhu di permukaan mungkin tepat untuk kestabilan air cair.

See also  Kelilingi rumah Anda dengan suara dengan penjualan speaker ini di Amazon

Dalam mencari dunia yang layak huni, para astronom biasanya menggunakan air cair sebagai panduan. Itu karena sangat penting bagi kehidupan seperti yang kita ketahui (yaitu, kehidupan di Bumi, karena itu adalah satu-satunya kehidupan yang kita ketahui sejauh ini).

“Kami hanya memiliki satu pola kehidupan di alam semesta ini, jadi kami menggunakannya sebagai pola untuk menemukan kehidupan di tempat lain,” kata Kopparapu. Tetapi air cair yang stabil bukanlah satu-satunya hal yang diperlukan untuk membuat tempat menjadi layak huni menurut definisi itu, dan hanya karena suatu tempat mampu mendukung kehidupan tidak berarti ada sesuatu yang hidup di sana, tambahnya.

Untuk menyelidiki kelayakhunian dunia yang jauh ini, para astronom akan beralih ke alat seperti James Webb Space Telescope (JWST) yang baru diluncurkan, yang dapat mengintip ke dalam kimia atmosfer planet ekstrasurya untuk mengungkapkan rincian lebih lanjut tentang komposisi mereka. Dengan teleskop seperti JWST, para astronom akan mencari uap air untuk mengkonfirmasi keberadaan H2O serta gas seperti metana, oksigen, karbon dioksida, nitrogen, dan banyak lagi yang ditemukan di atmosfer bumi.

“Kami menemukan semakin banyak bukti bahwa ada banyak dunia yang berpotensi layak huni. Bumi kita tidak unik,” kata Kopparapu. Dia menggunakan analogi: “Jika Anda pindah ke lingkungan baru, dan Anda ingin memperkenalkan diri kepada tetangga Anda, Anda mungkin melihat banyak rumah tetapi Anda tidak melihat banyak orang. Jadi kami menemukan banyak rumah. Sekarang kita hanya perlu mencari orang.”