Selama sepuluh tahun terakhir, telah terjadi peningkatan tajam dalam minat dan penelitian di planet-planet di luar tata surya, atau exoplanet.
Selama waktu ini, sebagian besar dari 4 ribu exoplanet yang kita kenal sekarang ditemukan. Selama periode inilah proses secara bertahap mulai bergerak dari tahap penemuan ke tahap pembelajaran. Selain itu, dalam beberapa dekade mendatang, instrumen generasi mendatang akan memungkinkan penelitian yang akan memberikan informasi akurat tentang struktur permukaan dan atmosfer exoplanet.
Secara alami, pertanyaan yang muncul di sini: apa yang akan dilihat oleh peradaban yang lebih maju jika mereka mempelajari planet kita? Dengan menggunakan data radiasi multi-pita Bumi, tim ilmuwan di Institut Teknologi California mampu membuat peta yang memberikan gambaran tentang bagaimana rupa Bumi bagi pengamat jauh dari luar tata surya. Selain memuaskan keingintahuan ilmiah sederhana, studi ini juga dapat membantu para astronom di masa depan untuk merekonstruksi fitur permukaan "planet mirip Bumi" yang cocok untuk kehidupan.
Makalah penelitian, yang menjelaskan temuan grup, diterbitkan dalam Astrophysical Journal Letters berjudul Earth as an Exoplanet: A 2D Map for Aliens. Tim peneliti, yang dipimpin oleh Siteng Fan, juga melibatkan beberapa ilmuwan dari Departemen Ilmu Geologi dan Planet (GPS) dari Institut Teknologi California dan Laboratorium Propulsi Jet NASA.
Dalam pencarian planet yang berpotensi layak huni di luar tata surya, para ilmuwan saat ini terpaksa menggunakan metode tidak langsung. Mempertimbangkan bahwa sebagian besar exoplanet tidak dapat dipelajari secara langsung, yaitu untuk mendapatkan gambar langsung guna mengetahui komposisi atmosfer atau fitur permukaannya, para ilmuwan harus puas dengan indikator yang dapat digunakan untuk menilai seberapa mirip sebuah planet dengan Bumi.
Seperti yang dikatakan Siteng Fan kepada Universe Today, hal ini disebabkan oleh banyaknya keterbatasan yang harus dihadapi para astronom yang menjelajahi exoplanet saat ini.
Video promosi:
“Pertama, penelitian exoplanet saat ini belum memberikan gambaran yang jelas tentang persyaratan minimum yang harus dipenuhi sebuah planet yang cocok untuk kehidupan manusia. Ada kriteria tertentu, tetapi kami tidak yakin apakah itu cukup atau perlu. Kedua, bahkan dengan kriteria ini, metode observasi saat ini tidak dapat dikatakan cukup efektif untuk mengkonfirmasi potensi kesesuaian bagi kehidupan, terutama ketika berhubungan dengan exoplanet seperti Bumi, karena sulitnya mendeteksinya."
Berdasarkan fakta bahwa Bumi adalah satu-satunya planet yang mampu mendukung kehidupan, tim ilmuwan berhipotesis bahwa pengamatan jarak jauh terhadap Bumi dapat memberikan informasi yang diperlukan untuk mendeteksi planet yang dapat dihuni. “Bumi adalah satu-satunya planet yang kita tahu yang memiliki kehidupan,” kata Fan. "Memeriksa apa yang mungkin dilihat oleh pengamat dari titik yang jauh di alam semesta memberi kami arahan dan panduan dalam pencarian kami untuk exoplanet yang berpotensi dihuni."
Salah satu elemen terpenting dari iklim bumi, yang sangat penting bagi semua kehidupan di permukaannya, adalah siklus air tiga fase. Kita berbicara tentang keberadaan uap air di atmosfer, awan, yang merupakan akumulasi air dan es yang terkondensasi, serta badan air di permukaan planet.
Dengan demikian, mereka dapat dilihat sebagai tanda-tanda kesesuaian potensial untuk kehidupan, atau bahkan tanda-tanda keberadaannya, yang dapat diamati dari jarak yang sangat jauh. Oleh karena itu, kemampuan untuk mengidentifikasi struktur permukaan dan keberadaan awan di exoplanet merupakan persyaratan utama yang harus dipenuhi oleh penelitian untuk menetapkan potensi kelayakhuniannya.
Untuk menentukan seperti apa Bumi itu bagi pengamat jauh, para ilmuwan mengumpulkan sekitar 10.000 gambar yang diambil oleh satelit NASA's Deep Space Climate Observatory (DSCOVR). Foto diambil selama dua tahun (2016-2017), rata-rata, setiap 68-110 menit. Mereka mampu menangkap cahaya yang dipantulkan dari atmosfer bumi dalam berbagai panjang gelombang.
Phan dan rekan-rekannya kemudian menggabungkan gambar-gambar tersebut untuk membentuk spektrum reflektansi 10 titik, yang kemudian diintegrasikan dengan piringan bumi. Gambar yang dihasilkan konsisten dengan tampilan Bumi bagi pengamat yang jaraknya beberapa tahun cahaya jika dia mempelajari Bumi selama periode dua tahun.
Setelah menganalisis kurva yang diperoleh dan membandingkannya dengan gambar aslinya, para ilmuwan menemukan parameter mana dari kurva ini yang sesuai dengan permukaan bumi dan tutupan awan. Mereka kemudian memilih indikator yang paling dekat hubungannya dengan daratan dan menyesuaikannya untuk memperhitungkan perputaran 24 jam Bumi. Hasilnya adalah peta kontur, yang ditunjukkan pada gambar, yang secara kasar sesuai dengan pandangan Bumi dari jarak beberapa tahun cahaya.
Garis hitam mewakili fitur permukaan dan secara kasar sesuai dengan garis pantai dari benua utama. Zona hijau secara kasar mewakili posisi Afrika (tengah), Asia (kanan atas), Amerika (kiri), dan Antartika (bawah). Apa yang ada di antara mereka mewakili samudra dunia, di mana area yang lebih dangkal ditandai dengan warna merah dan area yang lebih dalam dengan warna biru.
Visualisasi semacam itu, yang diterapkan pada kurva cahaya planet yang jauh, dapat memungkinkan para astronom untuk menilai apakah planet ekstrasurya memiliki lautan, awan, dan lapisan es, yaitu, mengetahui segala sesuatu yang diperlukan untuk mengenalinya sebagai planet yang berpotensi dapat dihuni.
Siteng Phan menyimpulkan, “Analisis kurva cahaya dalam pekerjaan ini penting untuk menentukan fitur geologi dan sistem iklim di exoplanet. Kami menemukan bahwa perubahan kurva cahaya bumi terutama didorong oleh awan dan batas darat-laut. Kedua faktor ini sangat penting bagi kemungkinan adanya kehidupan di Bumi. Jadi, planet ekstrasurya seperti Bumi, yang memiliki fitur seperti itu, kemungkinan besar dapat dihuni."
Dalam waktu dekat, instrumen generasi mendatang seperti James Webb Space Telescope (JWST) akan memungkinkan studi exoplanet yang paling detail. Selain itu, instrumen berbasis darat yang akan memasuki layanan dalam dekade berikutnya, seperti Teleskop Sangat Besar (ELT), Teleskop Tiga Puluh Meter (TMT) dan Teleskop Magellan Raksasa (GMT), diharapkan dapat memungkinkan eksplorasi langsung. planet berbatu kecil yang mengorbit bintangnya.
Dengan penelitian yang membantu menentukan struktur permukaan dan kondisi atmosfer, para astronom akhirnya dapat dengan yakin mengatakan planet ekstrasurya mana yang layak huni dan mana yang tidak. Dengan kata lain, dengan sedikit keberuntungan, penemuan Earth-2, atau, dalam hal ini, bahkan beberapa Bumi, mungkin tidak akan jauh lagi.
Igor Abramov
