Tabrakan Komet Menciptakan Potensi Kehidupan

Gelombang kejut bisa memaksa asam amino membentuk senyawa kimia. apakah mungkin?

Tabrakan komet dengan sudut yang tepat bisa menghasilkan terbentuknya kehidupan. Kredit : NASA

Tabrakan sekilas pada planet bisa menciptakan kondisi sempurna di inti es komet untuk membentuk asam amino – molekul yang vital dalam membentuk kehidupan.

Teori kompresi-kejut untuk membentuk asam amino ini dibuat oleh Nir Goldman dan rekan-rekannya dari Lawrence Livermore National Laboratory di Livermore, California. Yang terjadi adalah para ilmuwan ini ingin mengetahui peristiwa kimia apakah yang mungkin telah terjadi di butiran es yang terperangkap di dalam komet yang telah menabrak sebuah planet.

Untuk itu dibuat simulasi selama sekitar 1 juta jam dengan menggunakan gugus komputer Atlas di Lawrence Livermore untuk mengetahui proses kimia apa yang terjadi dalam sebutir es selama terjadinya tabrakan. Tujuan utamanya sebenarnya untuk mencari
asam amino, yang menjadi ciri dari kemungkinan adanya kehidupan.

Teori yang ada sebelumnya menyatakan bahwa asam amino di Bumi diperkirakan datang bersama serangan halilintar pada sup purba yang berisikan molekul sederhana atau penyinaran ultraviolet dari butiran debu antar bintang. Akan tetapi tidak ada satupun dari teori ini yang bisa dipastikan.

Simulasi yang dilakukan Goldman menyertakan 210 molekul yang terdiri dari campuran air, metanol, amonia, karbon dioksida, dan karbon monoksida.

Tabrakan Pertama
Saat komet menabrak sebuah planet, maka gelombang kejut akan menjalar dan kemudian berhenti tiba-tiba. Menurut Goldman, kejadian ini justru memampatkan komet dan gelombang pemampatan akan menjalar melalui komet lebih cepat dari kecepatan suara. Akibatnya, molekul di dalam akan mengalami cacat dan ikatan yang ada juga jadi rusak.

Pemodelan yang dikerjakan Goldman dibuat berdasarkan model tabrakan yang dialami komet yang melaju dengan kecepatan 29 km/detik. Jadi mereka mencoba mensimulasikan seperti apa tabrakan yang terjadi dan kemungkinan terbentuknya asam amino di dalam es pada inti komet. Tabrakan yang dimodelkan ini haruslah merupakan tabrakan dari arah samping dengan sudut yang tepat dan  bukan tabrakan frontal, karena tabrakan frontal justru akan menghancurkan keseluruhan komet.

Untuk bisa mengetahui proses kimia yang terjadi di dalam es, para ilmuwan menggunakan simulasi teori fungsi kerapatan, suatu perlakuan mekanik dari elektron di molekul. Pada model ini, jika elektron di sekitar atom mendekat pada jarak tertentu dengan atom lainnya maka akan terbentuk suatu ikatan.

Aliran kejut untuk pemampatan paling lemah yang diterapkan Goldman dan rekan-rekannya memiliki tekanan 10 gigapascal dengan temperatur mencapai 700K. Pada kondisi ini butiran tersebut jadi mengalami pemampatan 40%. Pada butiran ini, molekul ikatan karbon-nitrogen juga terbentuk, dan di dalamnya terdapat molekul yang tidak stabil bernama carbamide. Kondisi ini merupakan petunjuk adanya kemungkinan proses pembentukan asam amino.

Pada kondisi seperti ini segalanya jadi reaktif dan mungkin. Dengan adanya potongan molekul yang memiliki ikatan C-N, maka jika ditambahkan leih banyak karbon ke dalamnya akan didapat asam amino kompleks.

Dalam simulasi lanjutan dengan tekanan dan temperatur yang lebih tinggi, para ilmuwan bisa melihat lebih banyak proses kimiawi. Pada akhirnya para ilmuwan ini memfokuskan diri pada simulasi 47 gigapascal dengan temperatur 3141 K khususnya untuk tabrakan pertama selama 20 picodetik. Pada kondisi ini terlihat lebih banyak molekul kompleks yang terbentuk, termasuk di dalamnya molekul dengan ikatan karbon-nitrogen.

Selanjutnya… santai saja..
Setelah tabrakan pertama, komet yang mengalami pemampatan jadi lebih santai, mengendur, tenang dan mengembang. Inilah yang terjadi pada tahap lanjutan yang coba direka ulang dalam simulasi tahap lanjut. Setelah 50 picodetik relaksasi, tampak 5 tipe molekul dengan ikatan karbon-nitrogen termasuk didalamnya hidrogen sianida dan lebih banyak carbamide. Juga terdapat ion hidronium -air ditambah ion hidrogen. Yang lebih menarik lagi tampak komponen organik asam amino sederhana dengan karbon dioksida berada bersama ion hidronium.

Goldman sendiri yakin kalau komponen organik tersebut terbentuk pada saat terjadinya tabrakan, meskipun simulasinya terlalu kompleks untuk bisa melihatnya secara keseluruhan proses demi proses. Komponen organik / karbon dioksida kompleks tersebut akan bereaksi secara spontan dengan ion hidronium untuk memproduksi komponen organik, air dan karbon dioksida.

Hasil simulasi yang dikerjakan Goldman dan rekan-rekannya merupakan sbeuah tahap awal untuk menunjukan kalau tabrakan sesaat dapat membentuk proses kimiawi menarik di dalam sebuah komet yang bisa jadi membawa manusia utnuk memahami pembentukan asam amino yang menjadi ciri keberadaan kehidupan.

Menurut Murthy Gudipati, ahli es antarbintang di NASA Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, menyatakan pekerjaan tersebut masih merupakan sebuah teori. Untuk itu diperlukan kalkulasi lanjutan yang dapat memperlihatkan probabilitas kejadian terbentuknya asam amino yang benar-benar terjadi. Simulasi Goldman merupakan salah satu eksperimen yang sudah dibuat, namun perjalanan tentu masih panjang untuk tiba pada kesimpulan akhir.

Bahwa materi pembentuk asam amino ada di dalam komet, sudah diketahui sejak lama dan percobaan lainnya juga sudah menunjukkan kalau radiasi bisa memicu terjadinya pembentukan asam amino pada es komet. Namun ini bukan satu-satunya proses yang perlu dipertimbangkan. Komet yang mengarah ke Bumi juga bisa jadi sudah bermuatan molekul prebiotik.

Sumber : Nature

Ditulis oleh

Avivah Yamani

Avivah Yamani

Tukang cerita astronomi keliling a.k.a komunikator astronomi yang dulu pernah sibuk menguji kestabilan planet-planet di bintang lain. Sehari-hari menuangkan kisah alam semesta lewat tulisan dan audio sambil bermain game dan sesekali menulis makalah ilmiah terkait astronomi & komunikasi sains.

Avivah juga bekerja sebagai Project Director 365 Days Of Astronomy di Planetary Science Institute dan dipercaya IAU sebagai IAU OAO National Outreach Coordinator untuk Indonesia.