Dalam perburuan untuk kehidupan ekstra-terestrial, para ilmuwan cenderung mengambil apa yang dikenal sebagai "pendekatan buah rendah gantung". Ini terdiri dari mencari kondisi yang mirip dengan apa yang kita alami di Bumi, yang meliputi oksigen, molekul organik, dan banyak air cair. Cukup menarik, beberapa tempat di mana bahan-bahan ini hadir dalam kelimpahan termasuk interior bulan es seperti Europa, Ganymede, Enceladus dan Titan.
Sedangkan hanya ada satu planet terestrial di Tata Surya kita yang mampu mendukung kehidupan (Bumi), ada beberapa "Dunia Samudra" seperti bulan-bulan ini. Mengambil langkah ini lebih jauh, tim peneliti dari Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) melakukan penelitian yang menunjukkan bagaimana bulan es yang berpotensi dihuni dengan lautan dalam jauh lebih mungkin daripada planet terestrial di Semesta.
Penelitian yang berjudul "Subsurface Exolife", dilakukan oleh Manasvi Lingam dan Abraham Loeb dari Pusat Harvard Smithsonain untuk Astrofisika (CFA) dan Institut Teori dan Komputasi (ITC) di Universitas Harvard. Demi penelitian mereka, penulis mempertimbangkan semua yang mendefinisikan zona layak huni keliling (alias "Zona Goldilocks") dan kemungkinan ada kehidupan di dalam bulan dengan lautan interior.
Untuk memulai, Lingam dan Loeb mengatasi kecenderungan untuk membingungkan zona layak huni (HZs) dengan kelayakhunian, atau untuk memperlakukan dua konsep sebagai saling dipertukarkan. Misalnya, planet-planet yang terletak di dalam HZ tidak selalu mampu mendukung kehidupan - dalam hal ini, Mars dan Venus adalah contoh sempurna. Jika Mars terlalu dingin dan suasananya terlalu tipis untuk mendukung kehidupan, Venus mengalami efek rumah kaca yang menyebabkannya menjadi tempat yang panas dan neraka.
Di sisi lain, tubuh yang terletak di luar HZ telah ditemukan mampu memiliki air cair dan bahan-bahan yang diperlukan untuk membangkitkan kehidupan. Dalam kasus ini, bulan-bulan Europa, Ganymede, Enceladus, Dione, Titan, dan beberapa lainnya menjadi contoh sempurna. Berkat prevalensi air dan panas bumi yang disebabkan oleh kekuatan pasang surut, semua bulan ini memiliki lautan dalam yang sangat mendukung kehidupan.
Seperti Lingam, seorang peneliti pasca-doktoral di ITC dan CfA dan penulis utama studi ini, mengatakan kepada Space Magazine melalui email:
“Gagasan konvensional tentang kelayakhunaan planet adalah zona layak huni (HZ), yaitu konsep bahwa“ planet ”harus terletak pada jarak yang tepat dari bintang sehingga ia dapat memiliki air cair di permukaannya. Namun, definisi ini mengasumsikan bahwa kehidupan adalah: (a) berbasis permukaan, (b) di planet yang mengorbit bintang, dan (c) berdasarkan air cair (sebagai pelarut) dan senyawa karbon. Sebaliknya, pekerjaan kami mengendurkan asumsi (a) dan (b), meskipun kami masih mempertahankan (c). "
Dengan demikian, Lingam dan Loeb memperluas pertimbangan mereka tentang kelayakhunian untuk memasukkan dunia yang bisa memiliki biosfer di bawah permukaan. Lingkungan seperti itu melampaui bulan es seperti Europa dan Enceladus dan dapat mencakup banyak jenis lingkungan bawah tanah yang dalam. Di atas semua itu, juga telah berspekulasi bahwa kehidupan dapat ada di danau metana Titan (yaitu organisme metanogenik). Namun, Lingam dan Loeb memilih untuk fokus pada bulan es sebagai gantinya.
“Meskipun kita menganggap kehidupan di lautan di bawah permukaan di bawah lapisan es / batu, kehidupan juga bisa ada di bebatuan terhidrasi (mis. Dengan air) di bawah permukaan; yang terakhir ini kadang-kadang disebut sebagai kehidupan bawah tanah, ”kata Lingam. “Kami tidak menyelidiki kemungkinan kedua karena banyak kesimpulan (tetapi tidak semuanya) untuk samudra bawah permukaan juga berlaku untuk dunia ini. Demikian pula, sebagaimana disebutkan di atas, kami tidak mempertimbangkan bentuk kehidupan berdasarkan kimia dan pelarut eksotis, karena tidak mudah untuk memprediksi sifat mereka. "
Pada akhirnya, Lingam dan Loeb memilih untuk fokus pada dunia yang akan mengorbit bintang dan kemungkinan berisi kehidupan bawah permukaan yang dapat dikenali oleh manusia. Mereka kemudian pergi menilai kemungkinan bahwa benda-benda seperti itu layak huni, apa kelebihan dan tantangan hidup yang harus dihadapi dalam lingkungan ini, dan kemungkinan dunia seperti itu ada di luar Tata Surya kita (dibandingkan dengan planet terestrial yang berpotensi layak huni).
Sebagai permulaan, "Ocean Worlds" memiliki beberapa keuntungan dalam hal mendukung kehidupan. Dalam sistem Jovian (Jupiter dan bulan-bulannya) radiasi adalah masalah utama, yang merupakan hasil dari partikel bermuatan yang terperangkap dalam medan magnet kuat raksasa gas. Antara itu dan atmosfer bulan yang lemah, kehidupan akan memiliki waktu yang sangat sulit untuk bertahan di permukaan, tetapi kehidupan yang hidup di bawah es akan berjalan jauh lebih baik.
“Satu keuntungan utama yang dimiliki dunia es adalah bahwa samudra di bawah permukaan sebagian besar tertutup dari permukaan,” kata Lingam. "Oleh karena itu, radiasi UV dan sinar kosmik (partikel energetik), yang biasanya merusak kehidupan berbasis permukaan dalam dosis tinggi, tidak mungkin mempengaruhi kehidupan diduga di lautan bawah permukaan ini."
"Di sisi negatifnya," ia melanjutkan, "tidak adanya sinar matahari sebagai sumber energi yang berlimpah dapat mengarah pada biosfer yang memiliki organisme (per unit volume) jauh lebih sedikit daripada Bumi. Selain itu, sebagian besar organisme di biosfer ini cenderung mikroba, dan kemungkinan kehidupan yang kompleks berkembang mungkin lebih rendah dibandingkan dengan Bumi. Masalah lain adalah ketersediaan potensi nutrisi (mis. Fosfor) yang diperlukan untuk kehidupan; kami menyarankan bahwa nutrisi ini mungkin hanya tersedia dalam konsentrasi yang lebih rendah daripada Bumi di dunia ini. "
Pada akhirnya, Lingam dan Loeb menentukan bahwa berbagai dunia dengan cangkang es dengan ketebalan sedang mungkin ada di berbagai habitat di seluruh kosmos. Berdasarkan seberapa besar kemungkinan dunia seperti itu, mereka menyimpulkan bahwa “Dunia Samudra” seperti Europa, Enceladus, dan lainnya seperti mereka sekitar 1000 kali lebih umum daripada planet berbatu yang ada di dalam HZ bintang-bintang.
Temuan ini memiliki beberapa implikasi drastis untuk pencarian kehidupan ekstra-terestrial dan ekstra-surya. Ini juga memiliki implikasi yang signifikan untuk bagaimana kehidupan dapat didistribusikan melalui Semesta. Seperti yang diringkas Lingam:
“Kami menyimpulkan bahwa kehidupan di dunia ini tidak diragukan lagi akan menghadapi tantangan yang patut diperhatikan. Namun, di sisi lain, tidak ada faktor pasti yang mencegah kehidupan (terutama kehidupan mikroba) dari evolusi di planet-planet dan bulan-bulan ini. Dalam hal panspermia, kami mempertimbangkan kemungkinan bahwa planet mengambang bebas yang mengandung exolife di bawah permukaan dapat sementara "ditangkap" oleh bintang, dan bahwa itu mungkin menaburkan planet lain (mengorbit bintang) dengan kehidupan. Karena ada banyak variabel yang terlibat, tidak semuanya dapat dikuantifikasi secara akurat. ”
Profesor Leob - Frank B. Baird Jr. Profesor Sains di Universitas Harvard, direktur ITC, dan penulis pendamping penelitian - menambahkan bahwa menemukan contoh kehidupan ini menghadirkan tantangan tersendiri. Seperti yang dia sampaikan kepada Space Magazine melalui email:
“Sangat sulit untuk mendeteksi kehidupan sub-permukaan dari jarak jauh (dari jarak jauh) menggunakan teleskop. Orang bisa mencari panas berlebih tetapi itu bisa hasil dari sumber alami, seperti gunung berapi. Cara paling dapat diandalkan untuk menemukan kehidupan di bawah permukaan adalah dengan mendarat di planet atau bulan seperti itu dan mengebor lapisan es permukaan. Ini adalah pendekatan yang dimaksudkan untuk misi NASA di masa depan ke Europa di tata surya. "
Menjelajahi implikasi untuk panspermia lebih lanjut, Lingam dan Loeb juga mempertimbangkan apa yang mungkin terjadi jika sebuah planet seperti Bumi pernah dikeluarkan dari Tata Surya. Seperti yang mereka catat dalam penelitian mereka, penelitian sebelumnya telah menunjukkan bagaimana planet-planet dengan atmosfer tebal atau samudra di bawah permukaan masih dapat mendukung kehidupan sambil mengambang di ruang antarbintang. Seperti yang dijelaskan Loeb, mereka juga mempertimbangkan apa yang akan terjadi jika ini pernah terjadi dengan Bumi suatu hari:
"Sebuah pertanyaan menarik adalah apa yang akan terjadi pada Bumi jika dikeluarkan dari tata surya ke ruang dingin tanpa dihangatkan oleh Matahari. Kami telah menemukan bahwa lautan akan membeku hingga kedalaman 4,4 kilometer tetapi kantong-kantong air cair akan bertahan di wilayah terdalam samudera Bumi, seperti Palung Mariana, dan kehidupan dapat bertahan di danau bawah permukaan yang tersisa ini. Ini menyiratkan bahwa kehidupan di bawah permukaan dapat ditransfer antara sistem planet. "
Studi ini juga berfungsi sebagai pengingat bahwa ketika manusia mengeksplorasi lebih banyak tentang Tata Surya (sebagian besar demi menemukan kehidupan ekstra-terestrial), apa yang kami temukan juga memiliki implikasi dalam perburuan kehidupan di seluruh alam semesta. Ini adalah salah satu manfaat dari pendekatan "buah yang tergantung rendah". Apa yang tidak kita ketahui adalah informasi tetapi apa yang kita lakukan, dan apa yang kita temukan membantu menginformasikan harapan kita tentang apa lagi yang mungkin kita temukan.
Dan tentu saja, itu adalah Semesta yang sangat luas di luar sana. Apa yang mungkin kita temukan kemungkinan jauh melampaui apa yang saat ini mampu kita kenali!
