tirto.id - Misi penjelajahan alam semesta demi mencari lokasi planet baru yang bisa dijadikan tempat bermukim telah mengalami kemajuan penting belum lama ini.
Para peneliti menemukan bukti keberadaan dua planet yang mereka sebut sebagai ‘water world’ alias ‘planet air’, dimana air membentuk sebagian besar dari keseluruhan massa planet tersebut.
Penemuan zat H2O atau air — terutama air dalam wujud cairan; di suatu planet merupakan hal penting yang diburu dalam misi penjelajahan alam semesta. Keberadaan air adalah salah satu indikasi bahwa tempat tersebut mampu mendukung kelangsungan makhluk hidup, di antaranya karena air menandakan bahwa suhu planet cukup stabil dan terdapat lapisan ozon yang menjaga agar air tetap berada di permukaan planet.
Dua planet yang dijuluki water world oleh ilmuwan ini terletak di dalam gugusan planet pada konstelasi Lyra, yang berjarak 218 tahun cahaya dari Bumi. Planet-planet ini mengorbit pada sebuah bintang katai merah (red dwarf star), tipe bintang yang menurut National Aeronautics and Space Administration (NASA) memiliki ukuran paling kecil dibandingkan ukuran bintang lainnya.
Bintang katai merah diketahui memiliki suhu lebih rendah dibandingkan jenis bintang lainnya dan merupakan satu-satunya jenis bintang yang mampu bertahan hidup hingga triliunan tahun lamanya.
Riset yang dipublikasikan dalam jurnal Nature Astronomy pada pertengahan Desember ini dilakukan oleh sebuah tim peneliti lintas universitas yang dipimpin oleh Caroline Piaulet dari Institute for Research on Exoplanets di University of Montreal.
Dalam melakukan risetnya, tim peneliti menggunakan teleskop antariksa Hubble dan Spitzer milik NASA yang biasa digunakan untuk mengamati gugusan planet yang letaknya jauh dari Bumi.
Gugusan planet yang diamati kali ini adalah Kepler-138. Dinamakan Kepler karena gugusan planet ini terletak di dalam bidang pengamatan pesawat ruang angkasa Kepler milik NASA yang mengorbit sejak tahun 2009 hingga 2018.
Selama mengorbit, Kepler telah mengumpulkan data mengenai keberadaan lima ratus ribu bintang dan lebih banyak lagi eksoplanet (istilah untuk menyebut planet yang terletak di luar tata surya kita) yang mengorbit di sekelilingnya.
Dalam riset ini, para ilmuwan mengamati dua buah eksoplanet yang terletak di gugusan Kepler-138, yaitu planet Kepler-138 b, Kepler-138 c dan Kepler-138 d. Dua planet di antaranya (Kepler-138 c dan Kepler-138 d) menarik perhatian pada peneliti untuk melakukan pengamatan ulang demi mencari tahu jenis materi pembentuk planet tersebut.
Cara mengetahuinya adalah dengan membandingkan ukuran dan massa dari kedua planet tersebut dengan bumi. Saat membandingkan dan menghitung berat jenis materi pembentuk planet, tim peneliti menemukan bahwa sebagian besar volume planet tersusun atas materi yang lebih ringan dari batu namun lebih berat dari hidrogen atau helium. Alternatif yang paling memungkinkan untuk mendeskripsikan jenis materi tersebut adalah air.
“Kami sebelumnya berpikir bahwa planet yang ukurannya sedikit lebih besar dari Bumi ini adalah sebuah bola besar yang terbentuk dari batu dan logam, mirip-mirip dengan versi Bumi yang diperbesar. Makanya pada awalnya kami menyebut planet-planet ini sebagai ‘Bumi super’,” ungkap profesor astrofisika Bjorn Benneke. Piaulet adalah anggota tim Banneke di University of Montreal.
Akan tetapi, seperti dikutip dari laman The European Space Agency (ESA), hasil pengamatan lebih lanjut menunjukkan bahwa kedua planet tersebut memiliki karakteristik yang amat berbeda dari Bumi. Alih-alih bebatuan dan logam, kedua planet ini justru kemungkinan memiliki kandungan air dalam proporsi besar.
“Metode perbandingan berat jenis materi ini adalah teknik pembuktian terbaik yang dapat dilakukan saat ini. Untuk pertama kalinya kami mengamati planet yang dapat dengan yakin diidentifikasi sebagai dunia air, sebuah planet yang sejak lama menjadi teori para astronom,” kata Banneke.
Yang masih menyisakan pertanyaan, meski hampir setengah dari volume kedua planet ini terbentuk dari air, temperatur atmosfer planet Kepler-138 d kemungkinan besar berada di atas titik didih air sehingga memperkecil kemungkinan terbentuknya air dalam wujud cairan.
Itu sebabnya, para peneliti memperkirakan bahwa atmosfer tebal dan padat yang mengelilingi kedua planet tersebut terbentuk atas uap air. Meski demikian, di bawah lapisan atmosfer, uap air tersebut masih berpotensi berubah bentuk menjadi air dalam wujud cairan atau bahkan air pada fase lain yang terjadi pada tekanan tinggi (fluida superkritis).
Namun kabar baiknya, melalui riset ini tim peneliti juga menemukan bukti keberadaan planet keempat di dalam gugusan Kepler yang belum pernah teridentifikasi sebelumnya.
Planet baru yang diberi nama Kepler-138 e tersebut mengorbit bintang katai merah dalam posisi lintasan yang lebih jauh jika dibandingkan Kepler-138 c dan Kepler-138 d.
Artinya, suhu di planet Kepler-138 e juga secara otomatis akan lebih sejuk bila dibandingkan dengan suhu planet-planet pada lintasan orbit yang lebih dekat ke bintang. Kelak apabila ditemukan pula keberadaan air di dalam planet Kepler-138 e, besar kemungkinan air tersebut akan berwujud cairan.
Ada Banyak ‘Planet Air’ di Jagat Raya
Air adalah elemen penting yang dibutuhkan oleh semua bentuk kehidupan di Bumi. Siklus hujan merupakan bagian penting dari sistem yang berfungsi menstabilkan iklim di planet kita dan membuatnya ‘ramah’ untuk dapat ditinggali makhluk hidup. Itu sebabnya, ketika para ilmuwan berbicara tentang misi perburuan planet baru, planet yang memiliki kandungan air selalu menempati prioritas teratas.
Sebuah hasil studi yang terbit September lalu mengungkap bahwa ada lebih banyak planet yang mungkin memiliki kandungan air dalam jumlah besar daripada yang sebelumnya diperkirakan. Kandungan air tersebut kemungkinan tertanam di dalam bebatuan, bukannya mengalir di permukaan dalam wujud lautan ataupun sungai.
“Sungguh mengejutkan melihat adanya bukti keberadaan begitu banyak planet air yang mengorbit jenis bintang yang paling umum ditemukan di galaksi. Fakta ini memiliki konsekuensi amat besar dalam misi pencarian planet yang dapat dihuni di dalam semesta,” ungkap Rafael Luque, peneliti dari University of Chicago, seperti dikutip oleh Science Daily.
Berkat instrumen teleskop yang lebih baik, para ilmuwan kini mampu menemukan semakin banyak tanda-tanda keberadaan planet di tata surya yang letaknya jauh dari tata surya kita. Ukuran sampel penelitian yang lebih besar ini membantu ilmuwan mengidentifikasi pola keberadaan planet-planet yang mengandung air. Metodenya mirip dengan pengamatan populasi seluruh kota untuk mengungkap tren yang sulit dilihat pada tingkat individu.
Bersama Enric Palle dari Institute of the Canary Island dan University of La Laguna, Luque mengamati populasi sekelompok planet di sekeliling jenis bintang yang disebut M-katai (M-dwarf). Ini adalah jenis bintang yang paling umum ditemukan di galaksi kita dan para ilmuwan telah menyusun katalog yang berisi lusinan planet di sekelilingnya.
Dengan mengamati tangkapan bayangan yang tercipta saat sebuah planet melintasi bintang, ilmuwan dapat menemukan diameter planet tersebut. Dengan mengukur tarikan gravitasi kecil yang diberikan sebuah planet pada bintang, ilmuwan dapat menemukan massa planet tersebut. Data ukuran dan massa planet akan memberikan informasi mengenai berat jenis planet, sehingga ilmuwan bisa memperkirakan materi penyusun planet tersebut.
Misalnya, planet berukuran besar dengan massa ringan kemungkinan terbentuk dari materi berupa gas seperti planet Jupiter. Sedangkan planet yang ukurannya kecil tetapi berat dan padat, kemungkinan terbentuk dari materi berupa batuan seperti Bumi.
Teknik analisis seperti ini sudah banyak dilakukan untuk masing-masing planet secara individual, namun amat jarang diterapkan terhadap seluruh populasi planet di galaksi Bima Sakti yang berjumlah 43 planet. Ketika para ilmuwan melihat hasil analisis terhadap keseluruhan planet ini, mereka mendapati gambaran yang mengejutkan, yaitu sebagian besar planet tersebut memiliki massa yang terlalu ringan untuk ukurannya.
Kesimpulan yang bisa diambil dari studi ini adalah, banyak di antara planet-planet tersebut yang terbentuk atas setengah batu dan setengah air atau jenis molekul lain yang lebih ringan. Analoginya seperti bola bowling dan bola sepak, yang keduanya memiliki ukuran sama tetapi beratnya berbeda karena materi pembentuknya juga berbeda.
Tapi perlu diketahui, kandungan air tidak mesti berbentuk hamparan laut dan sungai di permukaan planet, melainkan air bisa saja tercampur ke dalam batu atau ‘bersembunyi’ di kantong-kantong di bawah permukaan planet. Kondisi tersebut mirip dengan Europa (bulan dari planet Jupiter), yang diperkirakan memiliki air berwujud cairan di bawah permukaan padatnya.
Pekerjaan rumah selanjutnya bagi para ilmuwan adalah memastikan jenis materi pembentuk planet dan mengetahui wujud persebarannya di dalam planet. Untuk mengetahui wujud air secara fisik ini, para ilmuwan berharap banyak pada James Webb Space Telescope (JWST), teleskop antariksa NASA penerus teleskop Hubble, yang baru saja diluncurkan pada 25 Desember 2021 lalu.
Penulis: Nayu Novita
Editor: Lilin Rosa Santi
