Para ilmuwan telah mengembangkan sebuah metode baru untuk mendeteksi keberadaan oksigen di dalam atmosfer planet ekstrasurya. Sehingga mempermudah dalam pencarian kehidupan di tempat lain selain di Bumi. Oksigen pada sebuah planet bisa menjadi dua penyebab keberadaannya. Pertama, dari proses kehidupan berbagai organisme seperti di Bumi. Kedua, dari proses non-kehidupan seperti jarak keberadaan planetnya yang dekat terhadap bintangnya.
Salah satu indikasi dan penanda adanya kehidupan yang memungkinkan, atau biosignature, adalah keberadaan oksigen di atmosfer planet ekstrasurya tersebut. Atmosfer bumi terdiri dari sekitar 78 persen nitrogen dan 21 persen oksigen. Oksigen yang dihasilkan oleh kehidupan organisme seperti tanaman, ganggang, dan cyanobacteria. Kelompok ini menggunakan fotosintesis untuk mengubah sinar matahari menjadi energi untuk dimanfaatkan tubuhnya, dan melepaskan oksigen yang dapat memenuhi atmosfer.
UC Riverside mengembangkan sebuah teknik baru, yang akan membantu saat menggunakan James Webb Space Telescope milik NASA, untuk mendeteksi sinyal kuat yang dihasilkan oleh oksigen yang saling bertabrakan. Sinyal ini dapat membantu para ilmuwan membedakan antara planet yang ada kehidupannya dan yang sebaliknya.
Gambar konseptual dari planet ekstrasurya yang mengandung air (kiri) dan yang kering (kanan) dengan atmosfernya yang kaya akan oksigen. Bola merah adalah bintang katai-M di mana planet ekstrasurya mengorbitnya. Planet ekstrasurya kering lebih dekat jaraknya pada bintang induknya, sehingga bintang tampak lebih besar.
Karena exoplanet yang mengorbit bintang selain matahari kita, sangat jauh, para ilmuwan tidak dapat mencari tanda-tanda kehidupan dengan mengunjungi dunia yang sangat jauh ini. Sebaliknya, mereka harus menggunakan teleskop canggih seperti Webb untuk melihat apa yang ada di dalam atmosfer planet ekstrasurya.
“Sebelum pekerjaan kami, oksigen pada tingkat yang sama seperti di Bumi dianggap tidak terdeteksi dengan teleskop Webb,” kata Thomas Fauchez dari Goddard Space Flight Center NASA dan penulis utama studi tersebut. “Sinyal oksigen seperti ini sudah diketahui sejak awal 1980-an dari studi terhadap atmosfer Bumi, tetapi belum pernah dipelajari untuk penelitian planet ekstrasurya.”
Seorang ahli astrobiologi dari UC Riverside, Edward Schweiterman, bagian dari tim, pada awalnya mengusulkan cara yang serupa untuk mendeteksi kadar oksigen yang tinggi dari proses tidak hidup. Karya mereka diterbitkan di jurnal Nature Astronomy.
“Oksigen adalah salah satu molekul yang paling menarik untuk dideteksi karena kaitannya dengan kehidupan, tetapi kita tidak tahu apakah kehidupan adalah satu-satunya penyebab oksigen di atmosfer,” kata Schweiterman. “Teknik ini akan memungkinkan kita menemukan oksigen di planet baik yang hidup maupun yang mati.”
Ketika molekul oksigen saling bertabrakan memblokir sebagian spektrum cahaya inframerah sehingga tidak terlihat oleh teleskop. Dengan memeriksa pola dalam cahaya itu, mereka dapat menentukan komposisi atmosfer sebuah planet.
Schwieterman membantu tim NASA menghitung berapa banyak cahaya yang akan diblokir oleh tumbukan oksigen ini.
Menariknya, beberapa peneliti mengusulkan bahwa oksigen juga dapat membuat sebuah planet ekstrasurya muncul untuk menampung kehidupan, meskipun kenyataannya tidak demikian. Karena oksigen dapat terakumulasi di atmosfer planet tanpa aktivitas kehidupan sama sekali.
Jika sebuah planet ekstrasurya terlalu dekat dengan bintang induknya atau menerima terlalu banyak cahaya bintang, atmosfer menjadi terlampau hangat dan jenuh oleh uap air dari lautan yang menguap. Air ini kemudian dapat terurai oleh radiasi ultraviolet yang kuat menjadi atom hidrogen dan oksigen. Karena hidrogen merupakan atom yang sangat ringan, maka akan dengan mudah lolos ke luar angkasa dan meninggalkan oksigen.
Seiring waktu, proses ini dapat menyebabkan seluruh lautan samudera menghilang saat atmosfernya dipenuhi oleh oksigen. Bahkan kadarnya bisa lebih daripada yang bisa terjadi oleh kehidupan. Jadi, oksigen yang melimpah di atmosfer planet ekstrasurya mungkin tidak selalu berarti kehidupan yang berlimpah. Tetapi, bisa jadi menunjukkan sejarah hilangnya air di planet tersebut.
Schwieterman memperingatkan bahwa para astronom belum yakin seberapa besar proses ini bisa terjadi pada eksoplanet.
“Penting untuk mengetahui apakah dan berapa banyak planet non-kehidupan menghasilkan oksigen di atmosfernya, sehingga kita bisa lebih mengenali saat sebuah planet hidup atau tidak,” katanya.
