Teleskop canggih generasi berikutnya dapat mempertajam perburuan potensi kehidupan di luar bumi dengan mengamati secara cermat atmosfer planet ekstrasurya di dekatnya, menurut penelitian baru.
Teleskop canggih generasi berikutnya dapat mempertajam perburuan potensi kehidupan di luar bumi dengan mengamati secara cermat atmosfer planet ekstrasurya di dekatnya, menurut penelitian baru.
Diterbitkan baru-baru ini di Jurnal Astronomi, sebuah makalah baru merinci bagaimana tim astronom dari The Ohio State University meneliti kemampuan teleskop yang akan datang untuk mendeteksi jejak kimiawi oksigen, karbon dioksida, metana, dan air di 10 planet ekstrasurya berbatu. Unsur-unsur ini merupakan tanda-tanda biologis yang juga ditemukan di atmosfer bumi yang dapat memberikan bukti ilmiah penting tentang kehidupan.
Studi tersebut menemukan bahwa untuk sepasang planet terdekat, Proxima Centauri b dan GJ 887 b, teleskop ini sangat mahir dalam mendeteksi keberadaan potensi tanda tangan biologis. Dari keduanya, temuan menunjukkan bahwa hanya untuk Proxima Centauri b mesin tersebut dapat mendeteksi karbon dioksida jika ada. Meskipun belum ada planet ekstrasurya yang ditemukan yang benar-benar mirip dengan kondisi awal kehidupan Bumi, penelitian ini menunjukkan bahwa jika diteliti secara lebih rinci, Super Earth unik tersebut – planet yang lebih masif dari Bumi tetapi lebih kecil dari Neptunus – dapat menjadi target yang cocok untuk misi penelitian di masa depan.
Untuk melanjutkan pencarian planet yang layak huni, Huihao Zhang, penulis utama studi ini dan senior astronomi di Ohio State, dan rekan-rekannya juga berupaya menentukan efektivitas instrumen pencitraan khusus seperti James Webb Space Telescope (JWST) dan Extremely lainnya. Teleskop Besar (ELT) seperti Teleskop Sangat Besar Eropa, Teleskop Tiga Puluh Meter, dan Teleskop Magellan Raksasa untuk pencitraan langsung planet ekstrasurya.
“Tidak semua planet cocok untuk pencitraan langsung, tapi itulah sebabnya simulasi memberi kita gambaran kasar tentang apa yang akan dihasilkan oleh ELT dan janji-janji yang harus ditepati ketika mereka dibangun,” kata Zhang.
Metode langsung pencitraan exoplanet melibatkan penggunaan coronagraph atau starshade untuk menghalangi cahaya bintang induknya, sehingga memungkinkan para ilmuwan untuk menangkap gambar samar dunia baru di orbit. Namun karena menemukannya dengan cara ini sulit dan memakan waktu, para peneliti bertujuan untuk melihat seberapa baik teleskop ELT dapat menangani tantangan tersebut. Untuk melakukan hal ini, mereka menguji kemampuan masing-masing instrumen teleskop untuk membedakan kebisingan latar belakang universal dari kebisingan planet yang ingin mereka tangkap saat mendeteksi biosignature; disebut rasio signal-to-noise, semakin tinggi rasionya, semakin mudah panjang gelombang suatu planet untuk dideteksi dan dianalisis.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa mode pencitraan langsung dari salah satu instrumen ELT Eropa, yang disebut Mid-infrared ELT Imager and Spectrograph, memiliki kinerja lebih baik pada tiga planet (GJ 887 b, Proxima b, dan Wolf 1061 c) dalam membedakan keberadaan metana, karbon dioksida dan air, sedangkan instrumen spektograf medan Optik Monolitik Resolusi Sudut Tinggi dan Integral Inframerah Dekat dapat mendeteksi metana, karbon dioksida, oksigen, dan air, tetapi memerlukan waktu pemaparan yang lebih lama.
Selain itu, karena kesimpulan ini adalah tentang instrumen yang harus mengintip melalui kabut kimia atmosfer bumi untuk melanjutkan pencarian kehidupan kosmik, maka kesimpulan tersebut dibandingkan dengan kemampuan luar angkasa JWST saat ini, kata Zhang.
“Sulit untuk mengatakan apakah teleskop luar angkasa lebih baik daripada teleskop di darat, karena keduanya berbeda,” katanya. “Mereka memiliki lingkungan berbeda, lokasi berbeda, dan pengamatan mereka memiliki pengaruh berbeda.”
Dalam hal ini, temuan mengungkapkan bahwa meskipun GJ 887 b adalah salah satu target yang paling cocok untuk pencitraan langsung ELT karena lokasi dan ukurannya menghasilkan rasio signal-to-noise yang sangat tinggi, untuk beberapa planet transit, seperti TRAPPIST-1 sistem, teknik JWST untuk mempelajari atmosfer planet lebih cocok untuk mendeteksinya daripada pencitraan langsung dari ELT di Bumi.
Namun karena penelitian ini mengambil asumsi data yang lebih konservatif, kata Zhang, efektivitas sebenarnya dari alat astronomi masa depan masih dapat mengejutkan para ilmuwan. Selain perbedaan kinerja yang halus, teknologi canggih ini berfungsi untuk memperluas pemahaman kita tentang alam semesta dan dimaksudkan untuk saling melengkapi, kata Ji Wang, salah satu penulis studi dan asisten profesor astronomi di Ohio State. Itu sebabnya penelitian seperti ini, yang menilai keterbatasan teknologi tersebut, diperlukan, katanya.
“Pentingnya simulasi, terutama untuk misi yang menelan biaya miliaran dolar, tidak dapat diabaikan begitu saja,” kata Wang. “Orang-orang tidak hanya harus membangun perangkat kerasnya, mereka juga berusaha keras untuk mensimulasikan kinerjanya dan bersiap untuk mencapai hasil yang luar biasa tersebut.”
Kemungkinan besar, karena ELT baru akan selesai pada akhir dekade ini, langkah selanjutnya yang diambil para peneliti adalah dengan menyimulasikan seberapa baik instrumen ELT di masa depan akan menyelidiki seluk-beluk bukti kehidupan yang merajalela di planet kita.
“Kami ingin melihat sejauh mana kami dapat mempelajari atmosfer kita hingga sangat detail dan seberapa banyak informasi yang dapat kami peroleh darinya,” kata Wang. “Karena jika kita tidak bisa menjawab pertanyaan kelayakan huni dengan atmosfer bumi, maka kita tidak mungkin bisa menjawab pertanyaan-pertanyaan ini di sekitar planet lain.”
Penelitian ini didukung oleh National Science Foundation.