Bumi adalah dunia air, dan sebuah studi baru menunjukkan mungkin ada lebih banyak dunia air di luar sana, termasuk beberapa yang lebih besar dan lebih basah daripada planet kita.
Konsep artis tentang beberapa planet super-Bumi zona layak huni yang dikenal dengan kemiripan dengan Bumi. Beberapa atau bahkan semuanya bisa memiliki lautan. Dari kiri: Kepler-22b, Kepler-69c, Kepler-452b, Kepler-62f dan Kepler-186f. Bumi itu sendiri ada di sebelah kanan. Gambar melalui NASA.
Ketika datang untuk mencari bukti kehidupan asing, frasa ikuti airnya sering dikutip sebagai prinsip panduan. Semua kehidupan di Bumi tergantung pada air, jadi masuk akal untuk fokus pada tempat lain di mana air juga ada. Hal ini berlaku tidak hanya di tata surya kita sendiri - terutama Mars, bulan Europa Jupiter dan bulan Saturnus Enceladus - tetapi juga untuk planet ekstrasurya yang mengorbit bintang lain.
Tetapi seberapa umumkah air di dunia yang jauh itu?
Sulit untuk mengetahui jawabannya secara khusus karena semua exoplanet berada sangat jauh, di luar tata surya kita, yang mengorbit bintang yang jauh. Namun para astronom kini menemukan lebih banyak petunjuk berkat kemajuan teknologi pengamatan teleskop. Ternyata dunia air mungkin sangat umum. Itu menurut sebuah studi baru yang dipresentasikan pada Konferensi Goldschmidt di Boston pada 17 Agustus 2018. Studi ini menunjukkan bahwa beberapa planet ekstrasurya super-Bumi kemungkinan besar sangat kaya akan air - jauh lebih banyak daripada Bumi.
Lebih khusus lagi, para astronom menemukan bahwa exoplanet yang berukuran antara dua dan empat kali Bumi cenderung memiliki air sebagai komponen utama komposisi mereka. Super-Earth ini, seperti yang mereka sebut, adalah dunia yang lebih besar dari Bumi tetapi lebih kecil dari raksasa es seperti Uranus dan Neptunus. Sebagian besar dianggap berbatu-batu, dengan atmosfer, seperti Bumi, dan sekarang tampaknya banyak yang mungkin memiliki lautan juga.
NASA sekarang memiliki program yang didedikasikan untuk mempelajari dunia laut di tata surya dan sekitarnya. Gambar melalui NASA.
Temuan baru ini didasarkan pada data dari Teleskop Luar Angkasa Kepler dan misi Gaia, yang menunjukkan bahwa banyak planet yang sudah diketahui dari jenis ini (dari hampir 4.000 exoplanet yang dikonfirmasi sejauh ini) dapat mengandung sebanyak 50 persen air. Batas atas itu adalah jumlah yang sangat besar, dibandingkan dengan kadar air Bumi, yang hanya 0,02 persen air (berdasarkan berat). Sebagai peneliti utama Dr. Li Zeng di Universitas Harvard mencatat:
Merupakan kejutan besar untuk menyadari bahwa pasti ada begitu banyak dunia air.
Hasilnya datang dari mengukur massa dan jari-jari planet. Pengamatan ini memungkinkan para ilmuwan untuk menghitung kerapatan rata-rata planet, menempatkan kendala pada komposisi massal mereka dan struktur internal. Para ilmuwan menemukan bahwa mereka dapat dikategorikan ke dalam dua kelompok umum. Menurut Zeng:
Kami telah melihat bagaimana massa berhubungan dengan jari-jari, dan mengembangkan model yang mungkin menjelaskan hubungan tersebut. Model ini menunjukkan bahwa planet-planet ekstrasurya yang memiliki jari-jari sekitar 1,5x jari-jari Bumi cenderung planet berbatu (biasanya 5x massa Bumi), sedangkan yang dengan jari-jari jari-jari Bumi 2,5x (dengan massa sekitar 10x dari Bumi) mungkin adalah dunia air.
Salah satu jenis dunia air yang mungkin adalah planet "bola mata", di mana sisi yang berhadapan dengan bintang mampu mempertahankan lautan air cair, sedangkan permukaan lainnya adalah es. Gambar melalui eburacum45 / DeviantArt.
Planet-planet yang lebih besar itu akan menjadi dunia air sejati, berisi banyak lebih banyak air daripada bumi. Seluruh permukaan planet seperti itu dapat ditutupi oleh lautan dalam, tanpa daratan atau benua. Pikirkan bulan-bulan air seperti Europa atau Enceladus, dengan lautan global, tetapi tanpa lapisan es di atasnya. Seperti yang dijelaskan Zeng:
Ini adalah air, tetapi tidak seperti yang biasa ditemukan di Bumi. Temperatur permukaannya diperkirakan berkisar antara 200 hingga 500 derajat Celcius. Permukaannya mungkin diselimuti atmosfer yang didominasi uap air, dengan lapisan air cair di bawahnya. Bergerak lebih dalam, orang akan berharap menemukan air ini berubah menjadi es bertekanan tinggi sebelum kita mencapai inti berbatu padat. Keindahan model ini adalah ia menjelaskan bagaimana komposisi berkaitan dengan fakta-fakta yang diketahui tentang planet-planet ini.
Data kami menunjukkan bahwa sekitar 35 persen dari semua exoplanet yang dikenal yang lebih besar dari Bumi harus kaya air. Dunia air ini kemungkinan terbentuk dengan cara yang mirip dengan inti planet raksasa (Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus) yang kita temukan di tata surya kita sendiri. Misi TESS yang baru diluncurkan akan menemukan lebih banyak dari mereka, dengan bantuan tindak lanjut spektroskopi berbasis darat. Teleskop luar angkasa generasi berikutnya, James Webb Space Telescope (JWST), semoga akan menjadi ciri suasana beberapa di antaranya. Ini adalah waktu yang menyenangkan bagi mereka yang tertarik dengan dunia terpencil ini.
Kepler-22b adalah planet ekstrasurya super-Bumi yang dapat ditutupi oleh lautan global. Gambar melalui NASA.
Sara Seager, Profesor Ilmu Planet di Massachusetts Institute of Technology, dan wakil direktur sains dari misi Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) yang baru diluncurkan, juga memberikan pemikirannya mengenai hal ini:
Sungguh menakjubkan untuk berpikir bahwa exoplanet ukuran menengah yang penuh teka-teki dapat berupa dunia air dengan jumlah air yang sangat besar. Semoga pengamatan atmosfer di masa depan - dari atmosfer uap tebal - dapat mendukung atau membantah temuan baru.
Mengenai berapa banyak dari dunia air ini yang dapat mendukung kehidupan, itu masih merupakan pertanyaan terbuka. Beberapa lautan asing mungkin kekurangan nutrisi kimia atau sumber energi yang dibutuhkan untuk evolusi untuk mendapatkan pijakan. Masih ada banyak hal yang tidak diketahui pada saat ini, tetapi fakta bahwa dunia basah semacam ini tampaknya umum adalah penemuan yang menarik. Jika kehidupan ditemukan di satu atau lebih bulan samudera di tata surya kita, itu akan secara signifikan meningkatkan peluang bahwa kehidupan dapat muncul di banyak dunia samudera yang berbeda.
Lautan air global terletak di bawah permukaan es bulan Jupiter yang retak. Gambar melalui NASA / JPL.
Misi yang akan datang seperti TESS dan JWST akan dapat mempelajari lebih lanjut tentang ini dan jenis lain dari lingkungan planet asing, menganalisis atmosfer mereka untuk tanda-tanda biomarker yang diproduksi oleh organisme hidup. Sampai saat itu, kebanyakan kita hanya berspekulasi, tetapi temuan sejauh ini menjanjikan.
Intinya: Para astronom berpikir dunia air mungkin umum di galaksi kita - beberapa di antaranya lebih besar dan dengan lebih banyak air daripada Bumi, termasuk lautan global yang dalam. Ini secara signifikan akan berdampak pada pencarian bukti kehidupan di tempat lain.
Sumber: Interpretasi Model Pertumbuhan Distribusi Ukuran Planet
Melalui Konferensi Goldschmidt