Proxima B, Eksoplanet Terdekat Kemungkinan Berpotensi Layak Huni

Pada bulan Agustus 2016, para astronom dari Observatorium Eropa Selatan (ESO) mengkonfirmasi eksistensi eksoplanet (planet di luar tata surya) yang mirip Bumi di sistem Proxima Centauri, bintang terdekat dari tata surya kita. Selain itu, mereka juga menegaskan Proxima b mengorbit dari zona layak huni bintang induk. Sejak saat itu, beberapa penelitian telah dilakukan untuk menentukan tingkat habitabilitas Proxima b.

Sayangnya, sebagian besar hasil penelitian yang dilakukan sejauh ini belum terlalu menggembirakan. Misalnya, banyak penelitian yang menunjukkan aktivitas berbahaya semburan radiasi bintang induk yang merusak atmosfer, sehingga Proxima b tidak dapat mempertahankan air cair di permukaan. Namun dalam sebuah studi terbaru yang digelar oleh para ilmuwan NASA, berbagai skenario iklim justru menunjukkan Proxima b yang masih bisa memiliki cukup deposit air cair demi menopang kehidupan.

Makalah ilmiah berjudul “Skenario Iklim Layak Huni Proxima Centauri b dengan Lautan Dinamis”, telah dipublikasikan di jurnal Astrobiology. Studi dipimpin oleh Anthony D. Del Genio dari Goddard Institute for Space Studies (GISS) NASA, termasuk para ilmuwan dari Pusat Penerbangan Antariksa Goddard (GSFC) NASA, Universitas Columbia dan perusahaan IT Trinnovim LLC yang menyediakan dukungan bagi institusi dan misi GSFC.

Ilustrasi Proxima b yang ditemukan menggunakan metode kecepatan radial.
Kredit: ESO/M. Kornmesser

Planet seperti Proxima b yang mengorbit bintang tipe-M (katai merah), menghadapi banyak tantangan apabila menyangkut tingkat habitabilitas. Pertama, jarak orbit yang cukup dekat dari bintang induk berpotensi menyebabkan efek rumah kaca sejak pertama kali terbentuk, termasuk paparan radiasi intens (sinar-X dan ultraviolet ekstrem) dan angin bintang yang dapat melucuti atmosfer planet.

Namun masih banyak yang belum kita ketahui tentang sejarah evolusi Proxima b dan ada beberapa skenario yang memengaruhi tingkat habitabilitasnya. Seperti yang dijelaskan oleh Anthony D. Del Genio kepada Universe Today melalui email:

“Pertama dan terpenting, kita tidak tahu apakah Proxima b memiliki lapisan atmosfer, dan jika ya, apakah menampung deposit air. Tanpa itu semua kehidupan tidak mungkin muncul dan berevolusi. Barangkali Proxima b awalnya terbentuk tanpa atmosfer atau terbentuk dengan atmosfer tetapi miskin deposit air. Atau barangkali terbentuk dengan lapisan atmosfer sederhana dan melimpah dengan air. Atau bahkan terbentuk dengan lapisan atmosfer yang sangat tebal. Kita tidak tahu.”

"Kedua, Proxima Centauri adalah bintang tipe-M atau katai merah, yang jauh lebih kecil dan lebih dingin daripada Matahari, jadi planet harus berada sangat dekat dengan bintang semacam itu untuk menerima cukup cahaya bintang agar memiliki iklim layak huni. Masalahnya bintang tipe-M cenderung sangat aktif selama sebagian besar masa hidupnya.”

“Ketiga, saat pertama kali terbentuk, katai merah cenderung sangat cerah dan panas. Berarti jika memiliki kondisi layak huni, suhu Proxima b mungkin akan memanas dan kehilangan kandungan airnya sejak awal, sebelum kehidupan dapat muncul.”

Ilustrasi tentang bintang katai merah yang menyala ganas.
Kredit: NASA, ESA, dan G. Bacon (STScI)

Aktivitas semburan radiasi bintang yang bervariasi dan tidak stabil adalah standar bagi katai merah, termasuk Proxima Centauri. Bahkan dalam beberapa tahun terakhir, dua semburan bintang yang sangat kuat telah diamati. Yang kedua begitu kuat sehingga dapat diamati dengan mata telanjang, sekaligus menunjukkan bahwa setiap atmosfer planet yang mengorbit akan mengalami kerusakan atmosfer dan lenyap seiring waktu.

Namun, sebagaimana diungkap oleh studi mereka, ada berbagai kemungkinan skenario yang memungkinkan kondisi Proxima b agar layak huni. Terlebih lagi, ada berbagai ketidakpastian menyangkut beberapa faktor yang menguntungkan habitabilitas Proxima b. Menurut Del Genio, di antaranya adalah kemungkinan Proxima b terbentuk lebih jauh dari bintang induk dan secara bertahap bermigrasi ke dalam, yang berarti tidak tunduk pada fase awal evolusi bintang yang ganas.

Kedua, mungkin Proxima b terbentuk dengan kandungan air sepuluh kali lipat lebih banyak daripada Bumi, jadi meskipun radiasi ganas Proxima Centauri telah melucuti 90% persediaan airnya, sisa kandungan air Proxima b tetap dapat membentuk lautan. Skenario lain, Proxima b terbentuk dengan lapisan tebal atmosfer molekul gas hidrogen yang telah dilucuti oleh semburan radiasi bintang dan menyisakan “lapisan inti atmosfer yang layak huni.

“Kami tidak tahu,” kata Del Genio. “Untuk menyediakan poin-poin referensi bagi para pengamat masa depan, kita membayangkan Proxima b yang memiliki atmosfer dan air, lalu mengingat jarak orbit yang cukup dekat dari bintang induk, relatif sulit membayangkan kombinasi antara atmosfer dan lautan yang dapat menghasilkan kondisi layak huni di permukaan (didefinisikan sebagai cukup hangat untuk menopang air cair).”

Perbandingan antara orbit planet sistem bintang Proxima Centauri (Proxima b) dengan Tata Surya.
Kredit: Pale Red Dot

Untuk menyelesaikan skenario-skenario ini, tim melakukan serangkaian simulasi 3D menggunakan perangkat lunak Resolving Orbital and Climate Keys of Earth and Extraterrestrial Environments with Dynamics (ROCKE-3D). Simulasi ini merupakan adaptasi dari perangkat lunak Model E2 Earth Global Climate Modelling GISS yang telah telah digunakan untuk mensimulasikan periode masa lalu dan masa depan Bumi dan potensi layak huni Venus purba.

Memanfaatkan perangkat lunak ini, tim memodelkan berbagai potensi tipe atmosfer Proxima b, termasuk atmosfer mirip Bumi yang didominasi oleh nitrogen dengan sejumlah kecil kadar CO2 untuk menghangatkan planet, dan atmosfer yang lebih mirip Mars, yang murni CO2. Mereka juga mempertimbangkan apakah lapisan atmosfer Proxima b akan lebih tipis atau lebih tebal daripada atmosfer Bumi, apakah lautannya lebih atau kurang asin (juga lebih dalam atau lebih dangkal) dan apakah lautan menutupi seluruh permukaan Proxima b.

Terakhir, tim mempertimbangkan apakah Proxima b mengalami penguncian pasang surut atau seperti Merkurius yang memiliki resonansi orbital 3: 2, yaitu 3 kali rotasi planet untuk setiap dua kali orbit. Sebagaimana dijelaskan oleh Del Genio:

“Untuk setiap konfigurasi, kami menjalankan model iklim global 3D yang diadaptasi dari model iklim Bumi, yang digunakan untuk memproyeksikan pemanasan global pada abad ke-21 karena penambahan molekul gas rumah kaca ke atmosfer oleh aktivitas manusia. Untuk tujuan ini, kami memasukkan lautan “dinamis” ke fitur utama iklim, yaitu lautan yang memiliki arus untuk memindahkan air hangat ke tempat-tempat yang lebih dingin. Studi Proxima b sebelumnya telah menggunakan samudera ‘statis’ yang dapat menghangatkan dan mendinginkan, tetapi tanpa arus.”

Ilustrasi eksoplanet berair yang mengorbit bintang katai merah. Penelitian terbaru mengungkap kandungan air yang melimpah di Proxima b.
Kredit: CfA

Dari setiap skenario yang dapat mereka pikirkan, menghasilkan kondisi Proxima b dengan permukaan yang setidaknya memiliki beberapa kandungan air cair. Dalam skenario Proxima b mengalami penguncian pasang surut, pemindahan panas antara sisi yang selalu menghadap bintang ke sisi gelap yang selalu membelakangi bintang, juga memungkinkan planet agar tetap layak huni.

“Jadi, jika memiliki atmosfer dan air, Proxima b memiliki peluang yang cukup bagus untuk memenuhi kondisi layak huni,” ungkap Del Genio. “Kami juga menemukan arus laut mampu untuk mengalirkan air hangat dari sisi siang hari ke sisi malam hari, menjaga wilayah-wilayah di sisi malam untuk tetap layak huni meskipun tidak pernah melihat cahaya. Dan jika lautan sangat asin, hampir seluruh permukaan planet mungkin tertutup oleh air, tetapi dengan suhu di bawah titik beku hampir di segala tempat.”

Bagi mereka yang akhir-akhir ini telah disuguhi kabar buruk tentang Proxima b, penelitian terbaru ini cukup menggembirakan. Meskipun pengamatan telah menunjukkan Proxima Centauri sebagai bintang katai merah yang aktif dan telah menghasilkan beberapa semburan radiasi berbahaya, namun masih ada beberapa skenario yang memungkinkan Proxima b agar tetap layak huni. Bagaimanapun juga, kepastian tingkat habitabilitas Proxima b hanya dapat ditentukan melalui observasi masa depan. Seperti yang dikatakan Del Genio:

“Sayangnya, Proxima b tidak pernah transit atau melintas di depan bintang induk dari sudut pandang kita, sehingga mempersulit deteksi atmosfer dan komposisi atmosfer. Namun, dalam waktu yang cukup dekat, para astronom dapat memonitor panas yang dipancarkan oleh Proxima b ketika mengorbit. Hasil penelitian kami telah menyimpulkan beberapa skenario yang berbeda, bagaimana seharusnya Proxima b dengan atau tanpa lapisan atmosfer, maupun lapisan dingin atau lapisan hangat atmosfer.”

Ilustrasi sebuah eksoplanet layak huni yang mengorbit bintang katai merah. Tingkat habitabilitas planet yang mengorbit katai merah hanyalah berdasarkan prediksi.
Kredit: ESO/M. Kornmesser.

Hasil penelitian yang menggembirkan juga dapat diterapkan ke planet berbatu lainnya yang mengorbit katai merah. Mengingat populasi katai merah yang mencakup sekitar 70% dari seluruh bintang di galaksi Bima Sakti, kesimpulan bahwa mereka dapat menjadi induk bagi planet layak huni secara otomatis meningkatkan peluang untuk menemukan kehidupan di luar Bumi.

Beberapa tahun lagi, instrumen canggih generasi berikutnya diharapkan memainkan peran utama untuk mendeteksi dan mengkarakterisasi eksoplanet. Di antaranya adalah Teleskop Antariksa James Webb, Wide-Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) dan instrumen berbasis darat seperti Extremely Large Telescope (ELT) dan Giant Magellan Telescope (GMT). Dan saya berani bertaruh, instrumen-instrumen masa depan akan didedikasikan untuk mempelajari eksoplanet terdekat Proxima b.

Ditulis oleh: Matt Williams, universetoday.com

Sumber: The Closest Planet Ever Discovered Outside the Solar System Could be Habitable With a Dayside Ocean

Artikel terkait: Apakah Eksoplanet Berbatu Gliese 581d Layak Huni?

#terimakasihgoogle