Saat mempelajari dunia berbatu di luar tata surya, peneliti menggunakan Mars sebagai laboratorium dalam skala planet.
Berapa lama planet berbatu, mirip dengan Mars, tetap dapat dihuni jika mengorbit katai merah? Misi Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) NASA, yang telah mempelajari tetangga kita sejak November 2014, akan membantu menjawab pertanyaan sulit ini.
“Pengamatan misi MAVEN menunjukkan bahwa Planet Merah secara bertahap telah kehilangan sebagian besar atmosfernya, dan ini telah mengubah kondisi di atasnya,” kata David Brain, ilmuwan misi MAVEN di Universitas Colorado (AS).
Laboratorium planet
Saat mempelajari dunia berbatu di luar tata surya, peneliti menggunakan Mars sebagai laboratorium dalam skala planet. Pada pertemuan musim gugur American Geophysical Union pada 13 Desember 2017 di New Orleans, AS, David Brain berbagi dengan rekannya bagaimana data MAVEN akan mempengaruhi penentuan kelayakan hunian planet berbatu yang mengorbit bintang jauh.
Pesawat luar angkasa MAVEN. Kredit: NASA.
MAVEN memiliki seperangkat instrumen yang mengukur hilangnya atmosfer Mars. Studi menunjukkan bahwa sebagian besar telah lolos ke luar angkasa "berkat" kombinasi proses kimia dan fisik, dan data dari instrumen memberikan petunjuk tentang peran apa yang dimainkan masing-masing.
Video promosi:
Selama tiga tahun terakhir, Matahari mengalami periode peningkatan dan penurunan aktivitas, sedangkan Mars mengalami badai Matahari, semburan matahari, dan pelepasan massa koronal. Perubahan ini telah memberi MAVEN kesempatan unik untuk mengamati perilaku atmosfer dalam berbagai kondisi.
Katai merah dan Mars hipotetis
David Brain dan rekan-rekannya menerapkan pengetahuan ini pada planet hipotetis mirip Mars yang mengorbit bintang katai merah (kelas bintang paling umum di Galaksi kita). Mereka berpendapat bahwa exoplanet, seperti Mars, terletak di tepi zona layak huni. Tapi, karena katai merah lebih lemah dari Matahari, zona layak huni mereka lebih dekat. Ternyata karena radiasi ultraviolet bintang yang ekstrim dan orbit yang dekat, planet ini akan menerima UV 5-10 kali lebih banyak daripada yang diterima Mars. Ini meningkatkan jumlah energi yang tersedia untuk proses yang bertanggung jawab atas lepasnya atmosfer.
Lokasi hipotetis Mars di zona layak huni yang mengorbit katai merah dibandingkan dengan lokasi Mars asli di tata surya. Kredit: Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA.
Berdasarkan data dari MAVEN, para peneliti menghitung bahwa atmosfer eksomer dapat kehilangan partikel bermuatan 3-5 kali lebih banyak dalam proses yang disebut kebocoran ion dan partikel netral 5-10 kali lebih banyak akibat pelepasan fotokimia. Selain itu, karena akan ada banyak partikel bermuatan di atmosfer, ia akan mulai "menyembur". Proses penyemprotan mirip dengan permainan biliar: partikel bermuatan menabrak molekul, mendorong beberapa di antaranya ke luar angkasa dan mendorong yang lain melawan tetangga mereka. Reaksi berantai ini secara signifikan meningkatkan laju kehilangan atmosfer. Akhirnya, planet hipotetis akan menghadapi hilangnya molekul cahaya seperti hidrogen.
Secara umum, menemukan Mars hipotetis di tepi zona layak huni katai merah yang tenang dapat mempersingkat masa hidup sekitar 5-20 kali. Jika planet ini ditempatkan dalam sistem katai merah yang aktif, periode ini akan berkurang sekitar 1000 kali lipat.
Kondisi luar biasa
Meskipun demikian, David Brain mempertimbangkan skenario terburuk dengan menempatkan Mars di tengah katai merah. Planet lain mungkin memiliki beberapa faktor yang meringankan, seperti proses geologi aktif, medan magnet, atau ukuran yang lebih besar. Semua ini memungkinkan Anda mengisi kembali, melindungi, dan mempertahankan atmosfer untuk waktu yang lebih lama.
“Keberlangsungan dunia yang jauh adalah salah satu topik terpenting dalam astronomi, dan perkiraan ini menunjukkan satu cara untuk menggunakan pengetahuan Mars dan Matahari dalam mencari kehidupan di Semesta,” kata Bruce Yakoski, Kepala Penyelidik MAVEN di University of Colorado (AS).
Roman Zakharov
