Main Menu

Menakar Tingkat Layak Huni Planet dengan Air Ratusan Kali Lautan di Bumi

Rohmat Haryadi
22-03-2018 15:16

Perbandingan Sistem Jupiter, TRAPPIST-1, dan Tata Surya (NASA/JPL- Caltech)

Arizona, Gatra.com -- TRAPPIST-1 adalah sistem bintang katai merah super-dingin yang lebih kecil dari Tata Surya, tetapi jauh lebih besar dari sistem planet Jupiter (Jupiter dan bulan-bulannya). TRAPPIST-1 terletak sekitar 40 tahun cahaya dari Matahari di rasi Aquarius. Di antara sistem planet, TRAPPIST-1 sangat menarik karena tujuh planet telah terdeteksi mengorbit bintang ini. Selain itu, semua planet TRAPPIST-1 berukuran Bumi dan planet darat seperti Bumi, Mars, Venus, dan Merkurius, menjadikannya fokus studi yang ideal untuk pembentukan planet dan potensi kelayakan untuk dihuni. Bukan kebetulan kiranya, bintang di rasi Aquarius ini planetnya sangat kaya air. Bahkan ratusan kali lautan di Bumi.


Ilmuwan Arizona State University (ASU),  Cayman Unterborn, Steven Desch, dan Alejandro Lorenzo dari School of Earth and Space Exploration, bersama Natalie Hinkel dari Vanderbilt University, telah menakar kelayakan huni planet-planet ini, khususnya yang berkaitan dengan komposisi air. Temuan mereka baru-baru ini diterbitkan di Nature Astronomy. Demikian Sciencedaily, 20 Maret 2018.

Planet-planet di TRAPPIST-1 anehnya berukuran ringan. Dari massa dan volume yang diukur, semua planet sistem ini kurang padat daripada batuan. Di banyak lainnya, dunia dengan kerapatan rendah, diperkirakan bahwa komponen yang kurang padat ini terdiri dari gas atmosferik.

"Tetapi planet-planet TRAPPIST-1 terlalu kecil secara massal untuk menahan gas yang cukup untuk membentuk defisit kepadatan," jelas Unterborn. "Bahkan jika mereka mampu menahan gas, jumlah yang diperlukan untuk menutupi defisit kepadatan akan membuat planet ini lebih gembung daripada yang kita lihat," katanya.

Jadi para ilmuwan yang mempelajari sistem planet ini telah menentukan bahwa komponen dengan kepadatan rendah haruslah sesuatu yang lain yang berlimpah: air! Ini telah diprediksi sebelumnya, dan mungkin bahkan terlihat di planet yang lebih besar seperti GJ1214b. Untuk menentukan komposisi planet-planet TRAPPIST-1, tim menggunakan paket perangkat lunak unik, yang dikembangkan Unterborn dan Lorenzo, yang menggunakan kalkulator fisika mineral.

Perangkat lunak, yang disebut ExoPlex, memungkinkan tim untuk menggabungkan semua informasi yang tersedia tentang sistem TRAPPIST-1, termasuk susunan kimia bintang, daripada terbatas hanya pada massa dan radius masing-masing planet. Sebagian besar data yang digunakan tim untuk menentukan komposisi dikumpulkan dari dataset yang disebut Hypatia Catalog, yang dikembangkan Natalie Hinkel.

Apa yang mereka temukan melalui analisis mereka adalah bahwa planet dalam yang relatif "kering" (berlabel "b" dan "c" ) konsisten dengan memiliki kurang dari 15 persen massa air  (untuk perbandingan, di Bumi perbandingan massa dengan air adalah 0,02 persen). Planet luar (berlabel "f" dan "g" pada gambar ini) konsisten dengan memiliki lebih dari 50 persen air dengan massa. Ini setara dengan air ratusan lautan di Bumi.

Massa dari planet-planet TRAPPIST-1 terus disempurnakan, sehingga proporsi ini harus dipertimbangkan perkiraan untuk saat ini, tetapi kecenderungan umum tampak jelas. "Apa yang kita lihat untuk pertama kalinya adalah planet seukuran Bumi yang memiliki banyak air atau es di atasnya," kata astrofisikawan Amerika, Steven Desch. Tetapi para peneliti juga menemukan bahwa planet-planet TRAPPIST-1 yang kaya es lebih dekat dengan bintang induknya daripada garis es.

"Garis es" dalam tata surya mana pun, termasuk TRAPPIST-1, adalah jarak dari bintang dengan planet dimana di luarnya air berwujud es. Melalui analisis mereka, tim menetapkan bahwa planet-planet TRAPPIST-1 harus terbentuk lebih jauh dari bintang mereka, di luar garis es, dan bermigrasi ke orbitnya saat ini yang dekat dengan bintang induk.

Ada banyak petunjuk bahwa planet-planet dalam sistem ini dan yang lain telah bermigrasi ke dalam yang signifikan. Tetapi studi ini adalah yang pertama menggunakan komposisi untuk mendukung kasus migrasi. Terlebih lagi, planet mana yang terbentuk di dalam dan di luar garis es memungkinkan tim untuk mengukur untuk pertama kalinya berapa banyak migrasi yang terjadi.

Karena bintang-bintang seperti TRAPPIST-1 terang tepat setelah mereka terbentuk, dan secara bertahap meredup, garis es cenderung bergerak dari waktu ke waktu, seperti batas antara tanah kering, dan tanah tertutup salju di sekitar api unggun yang sekarat pada malam bersalju. Jarak persisnya planet-planet bermigrasi ke dalam tergantung pada kapan mereka terbentuk. "Semakin awal planet terbentuk," kata Desch, "semakin jauh dari bintang yang harus mereka untuk memiliki begitu banyak es."

Tetapi untuk asumsi yang masuk akal tentang berapa lama planet terbentuk, planet-planet TRAPPIST-1 harus bermigrasi ke dalam dari setidaknya dua kali sejauh sekarang. Menariknya, sementara kita menganggap air sebagai vital untuk kehidupan, planet-planet TRAPPIST-1 mungkin memiliki terlalu banyak air untuk mendukung kehidupan.

"Kami biasanya berpikir memiliki air cair di planet sebagai cara untuk memulai kehidupan, seperti di Bumi, sebagian besar terdiri dari air, dan mengharuskannya untuk hidup," jelas Hinkel. "Namun, sebuah planet yang merupakan dunia air, atau planet yang tidak memiliki permukaan di atas air, tidak memiliki siklus geokimia atau unsur penting yang mutlak diperlukan untuk kehidupan," katanya.

Pada akhirnya, bintang kerdil M, seperti TRAPPIST-1, adalah bintang yang paling umum di alam semesta, jumlah air yang sangat melimpah membuat mereka tidak menguntungkan untuk ada kehidupan. Terutama untuk kehidupan yang cukup untuk menciptakan sinyal terdeteksi di atmosfer yang dapat diamati. "Ini skenario klasik, terlalu banyak hal yang baik,'" kata Hinkel.

Jadi, sementara kita tidak mungkin menemukan bukti kehidupan di planet-planet TRAPPIST-1, melalui penelitian ini kita dapat memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana planet-planet es terbentuk, dan jenis bintang dan planet apa yang harus kita cari dalam pencarian lanjutan untuk kehidupan.


Editor: Rohmat Haryadi

Rohmat Haryadi
22-03-2018 15:16