Teknologi teleskop berkembang dengan cepat, karena instrumen yang lebih besar dan lebih besar sedang dibangun. Jika ada kehidupan di sana, akankah kita mengenalinya? Para peneliti dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics dan NASA telah mengembangkan daftar zaman dalam sejarah atmosfer Bumi yang dapat dilihat melalui instrumen ini; dari masa-masa awal kehidupan muncul ke atmosfer kita yang kaya oksigen / nitrogen saat ini.
Hanya masalah waktu sebelum para astronom menemukan planet seukuran Bumi yang mengorbit bintang jauh. Ketika mereka melakukannya, pertanyaan pertama yang akan diajukan adalah: Apakah dapat dihuni? Dan yang lebih penting, apakah sudah ada kehidupan di dalamnya? Untuk petunjuk jawaban, para ilmuwan mencari planet asal mereka, Bumi.
Astronom Lisa Kaltenegger dari Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) dan Wesley Traub dari Jet Propulsion Laboratory NASA dan CfA, mengusulkan penggunaan sejarah atmosfer Bumi untuk memahami planet lain.
"Planet yang baik sulit ditemukan," kata Kaltenegger. "Pekerjaan kami menyediakan rambu-rambu yang akan dicari para astronom ketika memeriksa dunia yang benar-benar mirip Bumi."
Catatan geologis menunjukkan bahwa atmosfer Bumi telah berubah secara dramatis selama 4,5 miliar tahun terakhir, sebagian karena bentuk kehidupan yang berkembang di planet kita. Memetakan gas apa yang terdiri dari atmosfer Bumi selama sejarahnya, Kaltenegger dan Traub mengusulkan bahwa dengan mencari komposisi atmosfer yang serupa di dunia lain, para ilmuwan akan dapat menentukan apakah planet itu memiliki kehidupan di atasnya, dan jika demikian, tahap evolusi kehidupan itu. Makalah penelitian yang menggambarkan pekerjaan mereka tersedia online di http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609398.
Sampai saat ini, semua planet ekstrasurya telah dipelajari secara tidak langsung, misalnya dengan memantau cara bintang inang bergoyang ketika gravitasi planet menariknya. Hanya empat planet ekstrasurya telah terdeteksi secara langsung, dan mereka adalah dunia besar seukuran Jupiter. Atmosfer salah satu dunia ini terdeteksi oleh ilmuwan CfA lain, David Charbonneau, menggunakan Teleskop Luar Angkasa Spitzer NASA. Generasi berikutnya dari misi berbasis ruang angkasa seperti Terrestrial Planet Finder (TPF) NASA dan ESA Darwin akan dapat secara langsung mempelajari dunia seukuran Bumi di dekatnya.
Para astronom khususnya ingin mengamati spektra yang terlihat dan inframerah dari planet terestrial yang jauh untuk belajar tentang atmosfer mereka. Gas-gas tertentu meninggalkan tanda tangan dalam spektrum planet, seperti sidik jari atau penanda DNA. Dengan melihat sidik jari itu, para peneliti dapat belajar tentang komposisi atmosfer dan bahkan menyimpulkan keberadaan awan.
Saat ini, atmosfer Bumi terdiri dari sekitar tiga perempat nitrogen dan seperempat oksigen, dengan persentase kecil dari gas lain seperti karbon dioksida dan metana. Tetapi empat miliar tahun yang lalu, tidak ada oksigen hadir. Atmosfer bumi telah berevolusi melalui enam zaman yang berbeda, masing-masing ditandai oleh campuran gas tertentu. Menggunakan kode komputer yang dikembangkan oleh rekan Traub dan CFA Ken Jucks, Kaltenegger dan Traub memodelkan masing-masing dari enam zaman Bumi untuk menentukan sidik jari spektral apa yang akan dilihat oleh pengamat jarak jauh.
"Dengan mempelajari masa lalu Bumi, kita dapat belajar tentang keadaan dunia lain saat ini," jelas Traub. "Jika sebuah planet ekstrasurya ditemukan dengan spektrum yang mirip dengan salah satu model kami, kami berpotensi mencirikan keadaan geologis planet itu, kelayakhuniannya, dan sejauh mana kehidupan telah berevolusi di atasnya."
Untuk lebih memahami periode waktu ini, atau "zaman", dan untuk menempatkannya ke dalam perspektif, seseorang dapat menurunkan sejarah Bumi 4,5 miliar tahun menjadi satu tahun, melampirkan tanggal mulai 1 Januari - tanggal Bumi terbentuk.
EPOCH 0 - 12 Februari
Pada Epoch 0 (3,9 miliar tahun yang lalu), Bumi yang muda memiliki atmosfer yang bergejolak dan beruap yang sebagian besar terdiri dari nitrogen, karbon dioksida, dan hidrogen sulfida. Hari-hari lebih singkat dan Matahari redup, bersinar seperti bola merah menembus langit berwarna oranye. Satu samudera yang menutupi seluruh planet kita adalah cokelat berlumpur yang menyerap pengeboman dari meteor dan komet yang masuk. Karbon dioksida membantu menghangatkan dunia kita karena bayi Sun sepertiga kurang terang dari hari ini. Meskipun tidak ada fosil yang selamat dari periode ini, tanda-tanda kehidupan isotop mungkin telah tertinggal di batuan Greenland.
EPOCH 1 - 17 Maret
Sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu (Epoch 1), lanskap planet ini menampilkan rantai pulau vulkanik yang menyembul keluar dari lautan global yang luas. Kehidupan pertama di Bumi adalah bakteri anaerob - bakteri yang bisa hidup tanpa oksigen. Bakteri ini memompa sejumlah besar metana ke atmosfer planet, mengubahnya dengan cara yang dapat dideteksi. Jika bakteri serupa ada di planet lain, misi masa depan seperti TPF dan Darwin dapat mendeteksi sidik jari mereka di atmosfer.
EPOCH 2 - 5 Juni
Sekitar 2,4 miliar tahun yang lalu (Epoch 2), atmosfer mencapai konsentrasi metana maksimum. Gas yang dominan adalah nitrogen, karbon dioksida, dan metana. Daratan benua mulai terbentuk. Alga hijau biru mulai memompa oksigen dalam jumlah besar ke atmosfer. Perubahan besar akan terjadi.
“Saya minta maaf untuk mengatakan tanda-tanda pertama dari E.T. mungkin tidak akan menjadi siaran radio atau TV; alih-alih, itu bisa berupa oksigen dari ganggang, ”keluh Kaltenegger.
EPOCH 3 - 16 Juli
Dua miliar tahun yang lalu (Epoch 3), organisme fotosintesis pertama ini menggeser keseimbangan atmosfer secara permanen - mereka menghasilkan oksigen, gas yang sangat reaktif yang membersihkan banyak metana dan karbon dioksida, sementara juga mencekik bakteri anaerob, penghasil metana. Dengan melakukan itu, atmosfer planet memperoleh oksigen gratis pertamanya. Pemandangan sekarang datar dan lembab. Dengan gunung berapi yang merokok di kejauhan, genangan berwarna hijau kecoklatan yang berwarna kecoklatan menciptakan kilau di atas air yang dipenuhi bau busuk. Revolusi oksigen sepenuhnya sedang berlangsung.
“Pengenalan oksigen merupakan bencana bagi kehidupan dominan di Bumi pada saat itu; itu meracuni, ”kata Traub. "Tetapi pada saat yang sama, itu membuat kehidupan multiseluler, termasuk kehidupan manusia, menjadi mungkin."
EPOCH 4 - 13 Oktober
Pada 800 juta tahun yang lalu, Bumi memasuki Epoch 4, dengan peningkatan kadar oksigen yang berkelanjutan. Periode waktu ini bertepatan dengan apa yang sekarang dikenal sebagai "Ledakan Kambrium." Dimulai 550 hingga 500 juta tahun yang lalu, Zaman Kambria adalah penanda yang signifikan dalam sejarah kehidupan di Bumi: Ini adalah waktu kelompok hewan paling utama pertama kali muncul dalam catatan fosil. Bumi sekarang ditutupi dengan rawa-rawa, laut dan beberapa gunung berapi aktif. Lautan bekerja sama dengan kehidupan.
EPOCH 5 - 8 November
Akhirnya, 300 juta tahun yang lalu di Epoch 5, kehidupan telah berpindah dari lautan ke daratan. Atmosfer bumi telah mencapai komposisi saat ini terutama nitrogen dan oksigen. Ini adalah awal dari periode Mesozoikum yang termasuk dinosaurus. Pemandangan itu tampak seperti Taman Jurassic pada hari Minggu sore.
EPOCH 6 - 31 Desember (11:59:59)
Pertanyaan menarik yang tersisa adalah: Seperti apa Epoch 6, periode waktu yang dihuni manusia saat ini,? Bisakah kita mendeteksi tanda-tanda teknologi alien di dunia yang jauh?
Ketika konsensus umum dibuat di antara para ilmuwan bahwa aktivitas manusia telah mengubah atmosfer Bumi dengan memasukkan karbon dioksida serta gas-gas seperti Freon, dapatkah kita mengidentifikasi sidik jari spektral dari produk sampingan tersebut di dunia lain? Meskipun satelit yang mengorbit Bumi dan eksperimen balon dapat mengukur perubahan ini di rumah, mendeteksi efek serupa pada dunia yang jauh bahkan melampaui kemampuan program mendatang seperti Terrestrial Planet Finder dan Darwin. Dibutuhkan armada raksasa teleskop inframerah berbasis ruang masa depan untuk dapat melakukan pengukuran tersebut.
"Betapa pun menakutkannya tantangan ini," kata Kaltenegger, "Saya percaya dalam beberapa dekade mendatang kita akan tahu apakah dunia biru kecil kita sendirian di Semesta atau jika ada tetangga di luar sana menunggu untuk bertemu dengan kita."
Penelitian ini didanai oleh NASA.
Berkantor pusat di Cambridge, Mass., Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) adalah kolaborasi bersama antara Smithsonian Astrophysical Observatory dan Harvard College Observatory. Para ilmuwan CFA, diorganisasikan ke dalam enam divisi penelitian, mempelajari asal usul, evolusi, dan nasib akhir alam semesta.
Sumber Asli: Siaran Berita CFA
