Para ilmuwan temukan cara untuk mengetahui apakah suatu dunia asing memiliki iklim yang cocok untuk kehidupan dengan cara menganalisis cahaya dari dunia asing tersebut.
 |
| Credit: NASA/JPL-Caltech |
Para ilmuwan telah menemukan cara untuk mengetahui apakah dunia asing memiliki iklim yang cocok untuk kehidupan dengan menganalisis cahaya dari dunia asing ini dengan seseorang tanda khusus yang merupakan karakteristik dari lingkungan yang ramah kehidupan. Teknik ini dapat mengungkapkan tepi bagian dalam zona layak huni bintang, wilayah di sekitar bintang di mana air cair dapat ada di permukaan planet berbatu.
"Planet layak huni secara definisi memiliki air di permukaannya," kata Eric Wolf dari University of Colorado, Boulder. “Namun, air bisa berbentuk lautan, es, salju, uap, atau awan. Masing-masing bentuk air ini memiliki efek yang sangat berbeda pada iklim. Namun, setiap bentuk juga memiliki efek spesifik yang mungkin dapat kita deteksi di planet-planet ini, dan digunakan untuk menentukan apakah sebuah planet memiliki kondisi iklim yang layak huni. ”Wolf adalah pemimpin penulis makalah penelitian ini yang diterbitkan pada 22 Mei di Jurnal Astrofisika.
Lokasi menentukan nilai kelayak-hunian di Bumi dan di kosmos juga.
Jika sebuah planet terlalu dekat dengan bintang inangnya, cahaya dan panas bintang tersebut menyebabkan lautan planet menguap dan akhirnya hilang ke angkasa. Keadaan iklim ini, yang disebut "runaway greenhouse" dapat dilihat di tata surya kita di Venus, planet yang lebih dekat ke Matahari daripada Bumi.
Venus memiliki ukuran yang hampir sama dengan Bumi dan mungkin memiliki lautan, tetapi telah lenyap sejak lama. karena kedekatan planet dengan Matahari menyebabkan keadaan rumah kaca yang tak terkendali, sekarang permukaan Venus yang kering berselimut atmosfer sekitar 100 kali tekanan Bumi, dengan suhu yang cukup panas untuk melelehkan timbal. Sebaliknya, jika sebuah planet atau benda planet lain terlalu jauh dari bintang inangnya, lautan membeku, seperti yang dapat dilihat di bulan-bulan es di tata surya luar seperti Europa dan Enceladus.
Air cair di sebuah planet adalah masalah besar karena itu diperlukan untuk kehidupan seperti yang kita kenal. Di mana ada air cair, mungkin ada kehidupan. Kisaran di mana jaraknya tepat untuk iklim yang memungkinkan air cair bertahan di permukaan planet disebut "zona layak huni" bintang.
Karena kita tidak memiliki kemampuan untuk melakukan perjalanan ke planet-planet di sekitar bintang lain (exoplanet) karena jaraknya yang sangat jauh dari kita, kita terbatas pada penganalisisan cahaya dari exoplanet untuk mencari sinyal bahwa iklim mungkin layak huni. Dengan memisahkan cahaya ini menjadi warna-warna komponen, atau spektrum, para ilmuwan dapat mengidentifikasi konstituen dari atmosfer planet ekstrasurya, karena senyawa yang berbeda memancarkan dan menyerap cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda.
Spektrum planet ekstrasurya menyerupai garis bergelombang dengan puncak di mana warnanya cerah dan lembah di mana warnanya redup.
Para peneliti mensimulasikan spektrum inframerah yang dipancarkan planet ekstrasurya, yang merupakan energi panas yang diberikan oleh planet ekstrasurya, baik karena panas internal dan / atau planet ekstrasurya yang dipanaskan oleh bintang dan kemudian dipancarkan kembali. Cahaya inframerah tidak terlihat oleh mata manusia tetapi dapat dideteksi dengan kamera dan instrumen khusus pada teleskop.
Dalam karya barunya, para peneliti menemukan bahwa penampilan spektrum berubah dengan cara yang berbeda dan khas untuk setiap keadaan iklim. "Keadaan iklim yang berbeda - dingin, hangat dan 'rumah kaca' yang sangat hangat - memiliki jumlah uap air yang berbeda di atmosfer," kata Ravi Kopparapu, rekan penulis makalah di Goddard Space Flight Center NASA di Greenbelt, Maryland. "Jumlah uap air yang berbeda menyebabkan perubahan dalam radiasi yang dipancarkan dari planet ekstrasurya, yang mengubah 'spektrum', yaitu, berapa banyak energi yang dipancarkan dari setiap warna dan oleh karena itu seberapa terang setiap warna muncul."
Dalam simulasi, planet ekstrasurya jauh lebih dingin daripada Bumi masih bisa dihuni karena mereka memiliki sejumlah kecil air cair ketika planet-planet ini mengorbit dekat dengan bintang. Kasus planet ekstrasurya yang layak huni adalah "beriklim" dengan suhu yang hampir sama dengan Bumi kita, dan memiliki jumlah uap air yang tinggi di atmosfer dibandingkan dengan planet ekstrasurya yang dingin. Kondisi rumah kaca yang tak terkendali memiliki lebih banyak uap air di atmosfer. Temuan meningkatkan kemungkinan bahwa iklim panas dan lembab, seperti keadaan rumah kaca yang melarikan diri (runaway greenhouse) berpotensi dapat diidentifikasi dalam penampilan spektrum planet ekstrasurya, dan dengan mengamati bagaimana spektrum yang berubah ketika planet ekstrasurya itu mengorbit bintang inangnya. Menurut Kopparapu, jika benar, ini memberikan cara untuk menemukan tepi dalam zona layak huni dengan pengamatan, yang sejauh ini hanya disimulasikan dengan model iklim. Tim mengusulkan metode untuk menguji ini dengan pengamatan.
Gagasan untuk menggunakan spektrum emisi dan refleksi planet ekstrasurya untuk menilai kelayakhunian telah diusulkan sebelumnya. Dalam karya baru, tim mensimulasikan spektrum dari exoplanet di sekitar berbagai bintang yang lebih kecil dan lebih redup daripada Matahari kita, yang disebut bintang kelas M dan K. Mereka menemukan fitur spesifik yang dapat membedakan keadaan rumah kaca yang kabur dari keadaan layak huni, dan karenanya, dapat digunakan untuk menemukan tepi bagian dalam zona layak huni. Tim tersebut menggunakan model iklim 3-D dari Pusat Nasional untuk Penelitian Atmosfer, yang disebut Model Suasana Komunitas, dan memodifikasinya agar sesuai untuk exoplanet yang layak huni, menamakannya "ExoCAM".
Meskipun bintang M dan K lebih redup daripada bintang seperti Matahari kita, mereka jauh lebih umum. Karena mencari kehidupan di tempat lain di alam semesta adalah sebagian dari permainan kesempatan, para peneliti tertarik pada planet ekstrasurya yang mengorbit bintang-bintang yang berlimpah ini, dan tanda ini dapat membantu menentukan dunia mana yang layak untuk dilihat lebih dekat. Mereka mensimulasikan eksoplanet dengan tekanan atmosfer mirip Bumi, dengan jumlah samudera yang mirip Bumi dan hanya uap air dan nitrogen sebagai gas. Mereka sedang dalam proses memperluas studi untuk mengubah parameter ini, untuk melihat seberapa kuat dan unik prediksi mereka adalah bahwa seseorang dapat mengidentifikasi tepi dalam zona layak huni dengan perubahan dalam spektrum inframerah sebuah planet ekstrasurya.
“Dengan Teleskop Luar Angkasa James Webb milik NASA, menentukan kelayakhunian mungkin untuk sebuah planet ekstrasurya di sekitar bintang M yang sangat terang dan sangat kecil yang cukup dekat dengan kita, mungkin kurang dari 50 tahun cahaya,” kata Kopparapu. Satu tahun cahaya, jarak yang ditempuh cahaya dalam setahun, hampir 6 triliun mil. Sebagai perbandingan, bintang-bintang terdekat di luar Matahari kita ditemukan dalam sistem Alpha Centauri sekitar empat tahun cahaya, dan galaksi kita sekitar 100.000 tahun cahaya.
sumber: NASA Goddard
Komentar
Posting Komentar