BAGIKAN
Exoplanet Kepler 22b (NASA.gov)

Ketika para astronom pertama kali menemukan bukti adanya kehidupan pada sebuah planet yang mengorbit sebuah bintang (sebuah exoplanet), maka mereka akan melakukan analisa komposisi gas yang ada pada atmosfer planet. 

Dan dengan semakin banyaknya exoplanet yang telah ditemukan, mungkin nantinya akan ditemukan exoplanet dengan komposisi gas di atmosfernya yang mungkin sama dengan komposisi gas yang mendukung terbentuknya kehidupan di bumi.

Tetapi bagaimana jika alien ternyata menggunakan komposisi kimia yang berbeda dengan kita untuk hidup? Sebuah penelitian terbaru yang dipublikasikan dalam Nature Astronomy berpendapat bahwa untuk menemukan bentuk kehidupan di luar planet kita, kita harus memperluas pencarian bukan hanya mencari planet dengan komposisi atmosfer yang mirip dengan bumi, tetapi juga membuka kemungkinan pada planet-planet dengan atmosfer yang terdiri dari gas hidrogen.


Semua eksoplanet dapat diamati dan dipantau ketika bergerak melewati bintangnya. Ketika transit terjadi, cahaya dari bintang harus melewati lapisan atmosfer planet sebelum mencapai bumi dan sebagian dari cahaya itu terserap di atmosfer planet.

Dan para astronom melakukan analisa dari spektrum cahaya bintang yang sampai ke bumi, cahaya bintang akan terpecah menurut panjang gelombangnya, dan dengan mengetahui cahaya yang terserap ketika transit planet, maka akan diketahui komposisi gas pada atmosfer planet tersebut. Mengumpulkan data komposisi gas exoplanet adalah salah satu tugas yang sampai kini masih tertunda dari teleskop angkasa James Webb yang baru akan diluncurkan pada tahun 2021.

Dan apabila ditemukan komposisi atmosfer sebuah planet yang jauh berbeda denga yang diperkirakan, salah satu penjelasan yang paling sederhana adalah kondisi seperti itu memang terbentuk untuk mendukung sebuah proses kehidupan di sana.

Pada planet bumi, atmosfer planet mengandung gas metana (CH4), yang secara alami akan bereaksi dengan oksigen dan membentuk karbon dioksida. Dan keberadaan gas metan tetap terjaga oleh proses-proses biologis di Bumi.

Dan keberadaan oksigen di Bumi juga tidak akan terjaga tanpa adanya proses fotosintesis mikroba yang merubah karbondioksida menjadi oksigen pada peristiwa oksigenasi besar yang terjadi sekitar 2,4 milyar tahun yang lalu.

Para peneliti menyatakan bahwa kita harus mulai melakukan investigasi terhadap dunia yang lebih besar dari planet bumi dengan komposisi atmosfer yang didominasi oleh gas hidrogen. Mungkin tidak akan terdeteksi oksigen di sana, karena gas hidrogen dan oksigen akan terbakar ketika bercampur.

Hidrogen adalah gas paling ringan dari semua molekul gas yang ada, sehingga dapat dengan mudah menghilang di angkasa. Untuk sebuah planet berbatu yang memiliki gaya gravitasi yang cukup kuat untuk bisa menahan hidrogen di atmosfernya, harus memiliki massa antara dua hingga sepuluh kali dari planet bumi.


Keberadaan gas hidrogen di atmosfer planet mungkin berasal dari awan gas ketika planet tersebut bertumbuh, atau sebagai hasil reaksi kimia antara besi dan air.

Densitas dari gas hidrogen yang mendominasi atmosfer planet akan menurun 14 kali lebih lambat dari atmosfer yang didominasi oleh nitrogen seperti planet bumi. Sehingga lapisan atmosfer planet akan berukuran 14 kali lebih besar dari bumi, dan akan lebih mudah ditemukan pada data spektra.

Dimensi yang lebih besar dari atmosfer juga akan mempermudah pengamatan planet dengan pencitraan langsung melalui teleskop optik.

Para peneliti melakukan eksperimen di laboratorium dimana mereka mendemonstrasikan bakteri E.Colli (terdapat milyaran jumlahnya hidup di usus kita) dapat bertahan hidup dan berkembang biak di bawah atmosfer hidrogen tanpa adanya oksigen sama sekali.

Kemudian mereka juga mendemonstrasikan eksperimen yang sama pada sejenis fungi. 

Kita semua tahu bahwa banyak sekali jenis mikroba yang hidup dibawah kerak bumi yang bisa bertahan hidup karena proses metabolisme hidrogen, dan bahkan pada sebuah organisme multiseluler dapat bertahan hidup di lingkungan yang bebas oksigen di dasar laut Mediterania.

Atmosfer bumi, yang terbentuk pada awalnya tanpa adanya gas oksigen, kemungkinan hanya memiliki hidrogen kurang dari satu persen. Tetapi pada masa awal terbentuknya kehidupan di Bumi, diperkirakan bentuk kehidupan bermetabolisme dengan proses reaksi antara hidrogen dan karbon hingga terbentuk gas metana, bukan dengan proses reaksi oksigen dan karbon untuk membentuk karbondioksida, seperti pada manusia sekarang ini.

Dari hasil eksperimen yang dilakukan, para peneliti menemukan bahwa bakteri E coli memproduksi lusinan jenis gas ketika berada pada lingkungan dengan gas hidrogen.

Gas-gas yang terdeteksi antara lain dimetil sulfida, karbon disulfida dan isoprene yang merupakan biosignature dari atmosfer hidrogen. Dengan hasil eksperimen ini para peneliti nantinya bisa mendeteksi adanya kehidupan di exoplanet dengan mengenali komposisi gas pada atmosfer planet.

Selama ini dipahami bahwa proses metabolisme dengan gas hidrogen kurang efisien dibandingkan dengan gas oksigen. Tetapi konsep kehidupan dengan gas hidrogen adalah konsep yang terbantahkan dalam ilmu astrobiologi.

Tim peneliti juga menekankan bahwa hidrogen molekuler dengan konsentrasi yang cukup bisa bertindak sebagai gas rumah kaca, yang akan menjaga temperatur permukaan planet cukup hangat sehingga air tersedia dalam bentuk cair untuk mendukung bentuk kehidupan.

Dengan memperluas karakteristik planet yang menunjang kehidupan, termasuk di dalamnya planet “super earth” dengan atmosfer yang kaya gas hidrogen, akan menambah jumlah exoplanet yang di luar sana yang berpotensi memiliki bentuk kehidupan di dalamnya.


Berdasarkan artikel the conversation yang ditulis oleh David Rothery, Professor of planetary Geosciences dari Open University.