Sejak planet ekstrasurya pertama dikonfirmasi pada tahun 1992, para astronom telah menemukan ribuan dunia di luar Tata Surya kita. Dengan semakin banyak penemuan terjadi sepanjang waktu, fokus penelitian planet ekstrasurya telah mulai bergeser perlahan dari penemuan planet ekstrasurya menjadi karakterisasi planet ekstrasurya. Pada dasarnya, para ilmuwan sekarang mencari untuk menentukan komposisi planet ekstrasurya untuk menentukan apakah mereka dapat mendukung kehidupan atau tidak.
Bagian penting dari proses ini adalah mencari tahu berapa banyak air yang ada di planet ekstrasurya, yang penting bagi kehidupan seperti yang kita kenal. Selama konferensi ilmiah baru-baru ini, sebuah tim ilmuwan mempresentasikan penelitian baru yang menunjukkan bahwa air cenderung menjadi komponen utama dari planet ekstrasurya yang berukuran antara dua hingga empat kali ukuran Bumi. Temuan ini akan memiliki implikasi serius dalam pencarian kehidupan di luar Tata Surya kita.
Penelitian ini adalah subjek dari presentasi berjudul "Interpretasi Model Pertumbuhan Distribusi Ukuran Planet", yang berlangsung pada Konferensi Goldschmidt 2018 di Boston. Selama sesi berjudul "Peran Pelarian Atmosfer Ekstrim dari Planet Panas", tim mempresentasikan temuan yang mengindikasikan bahwa dunia air mungkin lebih umum daripada yang diperkirakan sebelumnya.
Temuan ini didasarkan pada data dari Teleskop Luar Angkasa Kepler dan Gaia misi, yang dianalisis oleh tim ilmuwan internasional yang dipimpin oleh Dr Li Zeng - seorang peneliti dari Departemen Ilmu Bumi dan Planet Bumi Universitas Harvard. Seperti yang ditunjukkan, Kepler misi telah secara tepat mengukur radius lebih dari 4000 kandidat planet ekstrasurya, bersama dengan periode orbitnya dan parameter lainnya.
Kandidat planet ekstrasurya ini dapat dibagi menjadi dua kategori ukuran: mereka yang memiliki 1,5 kali jari-jari Bumi, dan mereka yang rata-rata sekitar 2,5 jari-jari Bumi. Dikombinasikan dengan pengukuran massa dan jari-jari terbaru dari Gaia misi, tim mampu mengembangkan model struktur internal planet-planet ini. Sementara planet yang termasuk dalam kategori sebelumnya diyakini berbatu, yang terakhir umumnya diperkirakan berkisar dari super-Bumi untuk raksasa gas seukuran Neptunus.
Namun, menurut model yang dikembangkan oleh Li dan rekan-rekannya, banyak planet ekstrasurya yang dipastikan berukuran antara dua hingga empat kali ukuran Bumi mungkin sebenarnya adalah dunia air. Di planet-planet ini, sekitar 50% dari massa terdiri dari air, sedangkan air hanya membentuk 0,2% dari massa Bumi. Seperti yang dijelaskan oleh Dr. Zeng selama presentasi:
“Merupakan kejutan besar untuk menyadari bahwa pasti ada begitu banyak dunia air… Kami telah melihat bagaimana massa berhubungan dengan jari-jari, dan mengembangkan model yang dapat menjelaskan hubungan tersebut. Model menunjukkan bahwa exoplanet yang memiliki jari-jari sekitar x1,5 jari-jari Bumi cenderung planet berbatu (biasanya x5 massa Bumi), sedangkan yang dengan jari-jari bumi x2,5 jari-jari Bumi (dengan massa sekitar x10 bahwa Bumi) mungkin adalah dunia air ”.
Namun, ketika seseorang mempertimbangkan karakteristik orbit planet-planet ini (yaitu seberapa dekat mereka mengorbit ke bintang masing-masing), sebuah gambar yang sangat menarik mulai muncul. Seperti yang dijelaskan Li, "dunia air" ini bukanlah planet berbatu yang tertutupi oleh samudra yang dalam, tetapi planet jenis yang sama sekali baru yang tidak ada padanannya di Tata Surya.
“Ini adalah air, tetapi tidak seperti yang biasa ditemukan di Bumi. Temperatur permukaannya diperkirakan berkisar antara 200 hingga 500 derajat Celcius, ”katanya. “Permukaan mereka mungkin diselimuti atmosfer yang didominasi uap air, dengan lapisan air cair di bawahnya. Bergerak lebih dalam, orang akan berharap menemukan air ini berubah menjadi es bertekanan tinggi sebelum kita mencapai inti berbatu padat. Keindahan model ini adalah ia menjelaskan bagaimana komposisi berkaitan dengan fakta-fakta yang diketahui tentang planet-planet ini. "
Mungkin yang lebih mengejutkan adalah seberapa umum planet-planet ini muncul. Menurut penelitian mereka, Li dan koleganya mengindikasikan bahwa sekitar 35% dari semua exoplanet yang diketahui lebih besar dari Bumi harus kaya air. Terlebih lagi, mereka berhipotesis bahwa mereka kemungkinan terbentuk dengan cara yang mirip dengan bagaimana inti gas raksasa diyakini telah terbentuk - inti berbatu yang dikelilingi oleh lapisan bahan volatil yang dibuat padat oleh tekanan.
Secara alami, penemuan ini memiliki implikasi yang signifikan untuk pencarian kehidupan di luar Tata Surya kita. Sampai sekarang, gagasan bahwa air sangat penting bagi kehidupan seperti yang kita tahu telah menjadi kesimpulan yang tidak dapat dipungkiri lagi bagi para ilmuwan. Tetapi jika penelitian ini benar, maka tampak bahwa air jauh lebih banyak di planet ekstrasurya daripada sebelumnya, dan bisa menjadi penghalang bagi kehidupan seperti yang kita kenal.
Jika memang dunia air terdiri dari atmosfer panas, beruap, dan lapisan es padat yang lebih dekat dengan inti mereka, maka akan sulit bagi kehidupan untuk muncul di dunia ini. Pada dasarnya, panas ekstrem dan kurangnya akses ke sinar matahari yang cukup, aktivitas hidrotermal dan massa daratan akan membuat lingkungan yang cukup bermusuhan. Namun demikian, penelitian ini memang menawarkan beberapa kemungkinan menarik ketika datang untuk mengkarakterisasi planet ekstrasurya dan melihat apa yang ada di sana.
Melihat ke masa depan, Li dan rekan-rekannya berharap bahwa yang baru diluncurkan Satelit Transit Planet Satelit Transit (TESS) akan menemukan lebih banyak dari dunia air ini. Ini kemudian akan ditindaklanjuti dengan teleskop berbasis darat - dan yang akan segera diluncurkan James Webb Space Telescope (JWST) - yang akan memberikan pengukuran spektroskopi yang akan membantu para ilmuwan mengkarakterisasi komposisi dan atmosfer planet-planet ini.
Seperti yang dikatakan Profesor Sara Seager, seorang profesor Planetary Science di Massachusetts Institute of Technology (MIT), dan wakil direktur sains misi TESS, mengatakan:
“Sungguh menakjubkan untuk berpikir bahwa exoplanet ukuran menengah yang penuh teka-teki dapat berupa dunia air dengan jumlah air yang sangat besar. Semoga pengamatan atmosfer di masa depan - dari atmosfer uap tebal - dapat mendukung atau membantah temuan baru. "
Sementara itu, masih ada banyak dunia berbatu di luar sana untuk dieksplorasi untuk tanda-tanda kehidupan!
