Dalam upaya mereka untuk menemukan bukti kehidupan di luar Tata Surya kita, para ilmuwan dipaksa untuk mengambil apa yang dikenal sebagai pendekatan "buah gantung rendah". Pada dasarnya, ini ditentukan untuk menentukan apakah planet bisa "berpotensi layak huni" berdasarkan pada apakah mereka akan cukup hangat untuk memiliki air cair di permukaannya dan atmosfer padat dengan oksigen yang cukup.
Ini adalah konsekuensi dari kenyataan bahwa metode yang ada untuk memeriksa planet yang jauh sebagian besar tidak langsung dan bahwa Bumi hanya satu planet yang kita tahu yang mampu mendukung kehidupan. Tetapi bagaimana jika planet yang memiliki banyak oksigen tidak dijamin untuk menghasilkan kehidupan? Menurut sebuah studi baru oleh tim dari Universitas Johns Hopkins, ini mungkin terjadi.
Temuan ini diterbitkan dalam sebuah studi berjudul "Kimia Fasa Gas Atmosfer Atmosfer yang Keren: Wawasan dari Simulasi Laboratorium", yang baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal ilmiah ACS Earth and Space Kimia. Demi penelitian mereka, tim mensimulasikan atmosfer planet ekstra-surya di lingkungan laboratorium untuk menunjukkan bahwa oksigen tidak selalu merupakan tanda kehidupan.
Di Bumi, gas oksigen membentuk sekitar 21% dari atmosfer dan muncul sebagai hasil dari fotosintesis, yang memuncak dalam Kejadian Oksigenasi Besar (sekitar 2,45 miliar tahun yang lalu). Peristiwa ini secara drastis mengubah komposisi atmosfer Bumi, dari yang terdiri dari nitrogen, karbon dioksida, dan gas inert ke campuran nitrogen-oksigen yang kita kenal sekarang.
Karena pentingnya untuk munculnya bentuk kehidupan yang kompleks di Bumi, gas oksigen dianggap sebagai salah satu biosignatures paling penting ketika mencari kemungkinan indikasi kehidupan di luar Bumi. Bagaimanapun, gas oksigen adalah hasil dari organisme fotosintetik (seperti bakteri dan tanaman) dan dikonsumsi oleh hewan kompleks seperti serangga dan mamalia.
Tetapi ketika tiba saatnya, ada banyak ilmuwan yang tidak tahu tentang bagaimana sumber energi yang berbeda memulai reaksi kimia dan bagaimana reaksi tersebut dapat membuat biosignature seperti oksigen. Sementara para peneliti telah menjalankan model fotokimia pada komputer untuk memprediksi atmosfer eksoplanet apa yang mungkin dapat dibuat, simulasi nyata dalam lingkungan laboratorium masih kurang.
Tim peneliti melakukan simulasi mereka menggunakan ruang Planetary HAZE (PHAZER) yang dirancang khusus di lab Sarah Hörst, asisten profesor ilmu bumi dan planet di JHU dan salah satu penulis prinsip di atas kertas. Para peneliti mulai dengan membuat sembilan campuran gas yang berbeda untuk mensimulasikan atmosfer planet ekstrasurya.
Campuran ini konsisten dengan prediksi yang dibuat tentang dua jenis planet ekstrasurya yang paling umum di galaksi kita - Super-Earths dan mini-Neptunes. Konsisten dengan prediksi ini, masing-masing campuran terdiri dari karbon dioksida, air, amonia dan metana, dan kemudian dipanaskan hingga suhu mulai dari 27 hingga 370 ° C (80 hingga 700 ° F).
Tim kemudian menyuntikkan setiap campuran ke dalam ruang PHAZER dan memaparkannya ke salah satu dari dua bentuk energi yang diketahui memicu reaksi kimia di atmosfer - plasma dari arus bolak-balik dan sinar ultraviolet. Sedangkan aktivitas elektrik yang disimulasikan sebelumnya seperti petir atau partikel energetik, sinar UV mensimulasikan cahaya dari Matahari - pendorong utama reaksi kimia di Tata Surya.
Setelah menjalankan percobaan terus menerus selama tiga hari, yang sesuai dengan berapa lama gas atmosfer akan terpapar ke sumber energi di luar angkasa, para peneliti mengukur dan mengidentifikasi molekul yang dihasilkan dengan spektrometer massa. Apa yang mereka temukan adalah bahwa dalam banyak skenario, oksigen dan molekul organik diproduksi. Ini termasuk formaldehida dan hidrogen sianida, yang dapat menyebabkan produksi asam amino dan gula.
Singkatnya, tim mampu menunjukkan bahwa gas oksigen dan bahan baku dari mana kehidupan dapat muncul keduanya dapat diciptakan melalui reaksi kimia sederhana. Sebagaimana Chao He, penulis utama dalam penelitian ini, menjelaskan:
“Orang-orang biasa menyarankan bahwa oksigen dan organik hadir bersama menunjukkan kehidupan, tetapi kami memproduksinya secara abiotik dalam banyak simulasi. Ini menunjukkan bahwa bahkan kehadiran bersama dari biosignatures yang diterima secara umum dapat menjadi positif palsu seumur hidup. ”
Studi ini dapat memiliki implikasi signifikan ketika datang untuk mencari kehidupan di luar Tata Surya kita. Di masa depan, teleskop generasi selanjutnya akan memberi kita kemampuan untuk membayangkan planet ekstrasurya secara langsung dan memperoleh spektrum dari atmosfernya. Ketika itu terjadi, keberadaan oksigen mungkin perlu dipertimbangkan kembali sebagai tanda potensial untuk dapat dihuni. Untungnya, masih ada banyak biosignature potensial yang perlu dicari!
