Nationalgeographic.co.id—Di alam semesta ini, Bumi adalah satu-satunya tempat yang diketahui memiliki kehidupan. Sampai saat ini, para ilmuwan masih berusaha mencari tahu adakah kehidupan di planet lain di alam semesta ini.
Untuk mendeteksi kehidupan di planet yang jauh, ahli astrobiologi akan mempelajari cahaya bintang yang telah berinteraksi dengan permukaan atau atmosfer planet. Jika atmosfer atau permukaan diubah oleh kehidupan, cahaya mungkin membawa petunjuk, yang disebut "biosignature."
Untuk paruh pertama keberadaannya, Bumi memiliki atmosfer tanpa oksigen, meskipun memiliki kehidupan bersel tunggal yang sederhana. Biosignature Bumi sangat redup selama era awal ini.
Biosignature Bumi berubah tiba-tiba 2,4 miliar tahun yang lalu ketika keluarga ganggang baru berevolusi. Alga menggunakan proses fotosintesis yang menghasilkan oksigen bebas –oksigen yang tidak terikat secara kimia dengan elemen lain. Sejak saat itu, atmosfer Bumi yang dipenuhi oksigen telah meninggalkan biosignature yang kuat dan mudah dideteksi pada cahaya yang melewatinya.
Ketika cahaya memantul dari permukaan material atau melewati gas, panjang gelombang cahaya tertentu lebih mungkin untuk tetap terperangkap di permukaan gas atau material daripada yang lain. Perangkap selektif panjang gelombang cahaya inilah yang menyebabkan benda memiliki warna yang berbeda.
Daun berwarna hijau karena klorofil sangat baik dalam menyerap cahaya dalam panjang gelombang merah dan biru. Saat cahaya mengenai daun, panjang gelombang merah dan biru diserap, meninggalkan sebagian besar cahaya hijau untuk memantul kembali ke mata Anda.
Pola cahaya yang hilang ditentukan oleh komposisi spesifik dari bahan yang berinteraksi dengan cahaya. Karena itu, para astronom dapat mempelajari sesuatu tentang komposisi atmosfer atau permukaan planet ekstrasurya dengan, pada dasarnya, mengukur warna cahaya tertentu yang berasal dari sebuah planet.
Metode ini dapat digunakan untuk mengenali keberadaan gas atmosfer tertentu yang terkait dengan kehidupan, seperti oksigen atau metana, karena gas-gas ini meninggalkan tanda yang sangat spesifik dalam cahaya. Metode ini juga bisa digunakan untuk mendeteksi warna aneh di permukaan planet.
Di Bumi, misalnya, klorofil dan pigmen lain yang digunakan tanaman dan ganggang untuk fotosintesis menangkap panjang gelombang cahaya tertentu. Pigmen ini menghasilkan warna khas yang dapat dideteksi dengan menggunakan kamera inframerah yang sensitif. Jika Anda melihat warna ini terpantul dari permukaan planet yang jauh, itu berpotensi menandakan keberadaan klorofil.
Teleskop di luar angkasa dan di Bumi
Chris Impey dan Daniel Apal, para profesor astronomi di University of Arizon, menjelaskan bahwa dibutuhkan teleskop yang sangat kuat untuk mendeteksi perubahan halus pada cahaya yang berasal dari planet ekstrasurya yang berpotensi layak huni. "Untuk saat ini, satu-satunya teleskop yang mampu melakukan hal seperti itu adalah Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) yang baru," tulis mereka dalam artikel di The Conversation.
"Saat memulai operasi sains pada Juli 2022, James Webb membaca spektrum planet ekstrasurya gas WASP-96b. Spektrum menunjukkan keberadaan air dan awan, tetapi sebuah planet sebesar dan sepanas WASP-96b tidak mungkin menampung kehidupan," papar keduanya.
Namun, data awal ini menunjukkan bahwa James Webb mampu mendeteksi tanda kimia samar dalam cahaya yang berasal dari planet ekstrasurya. Dalam beberapa bulan mendatang, Webb mengarahkan cerminnya ke TRAPPIST-1e, sebuah planet seukuran Bumi yang berpotensi layak huni, hanya berjarak 39 tahun cahaya dari Bumi.
"Webb dapat mencari tanda-tanda biologis dengan mempelajari planet-planet yang melintas di depan bintang induknya dan menangkap cahaya bintang yang menyaring atmosfer planet. Tetapi Webb tidak dirancang untuk mencari kehidupan, sehingga teleskop ini hanya mampu meneliti beberapa dunia terdekat yang berpotensi layak huni," tulis Impel dan Apal.
Teleskop ini juga hanya dapat mendeteksi perubahan kadar karbon dioksida, metana, dan uap air di atmosfer. Sementara kombinasi tertentu dari gas-gas ini mungkin menunjukkan kehidupan, Webb tidak dapat mendeteksi keberadaan oksigen yang tidak terikat, yang merupakan sinyal terkuat untuk kehidupan.
Baca Juga: Inilah Gambar Berwarna Pertama Teleskop James Webb yang Spektakuler
Baca Juga: Termasuk James Webb, Inilah Lima Teleskop Paling Mahal di Dunia
Baca Juga: Foto Pertama dari Teleskop James Webb Telah Melampaui Ekspektasi
Konsep terkemuka untuk masa depan, bahkan lebih kuat, teleskop luar angkasa mencakup rencana untuk memblokir cahaya terang dari bintang induk planet untuk mengungkapkan cahaya bintang yang dipantulkan kembali dari planet ini. Ide ini mirip dengan menggunakan tangan Anda untuk menghalangi sinar matahari untuk melihat sesuatu di kejauhan dengan lebih baik.
Teleskop luar angkasa masa depan dapat menggunakan topeng internal kecil atau pesawat luar angkasa besar, eksternal, seperti payung untuk melakukan ini. Setelah cahaya bintang terhalang, menjadi lebih mudah untuk mempelajari cahaya yang memantul dari sebuah planet.
Ada juga tiga teleskop besar berbasis darat yang saat ini sedang dibangun yang dapat mencari tanda-tanda biologis: Teleskop Magellen Raksasa, Teleskop Tiga Puluh Meter, dan Teleskop Sangat Besar Eropa. Masing-masing jauh lebih kuat daripada teleskop yang ada di Bumi, dan meskipun atmosfer Bumi mendistorsi cahaya bintang, teleskop ini mungkin dapat menyelidiki atmosfer dunia terdekat untuk oksigen.
Rilis data pertama dari Teleskop Luar Angkasa James Webb memberi kita gambaran tentang kemajuan menarik yang akan segera hadir. Studi eksoplanet generasi berikutnya memiliki potensi untuk melewati batas bukti luar biasa yang diperlukan untuk membuktikan keberadaan kehidupan.
Simak kisah-kisah selidik sains dan gemuruh penjelajahan dari penjuru dunia yang hadir setiap bulan melalui majalah National Geographic Indonesia. Cara berlangganan via bit.ly/majalahnatgeo