Senyawa Bergula dan Asam Amino dalam Asteroid

Ambil sebutir meteorit, gerus hingga halus, lantas seduh di dalam sebuah gelas bersama air panas dan sejumput daun teh kering.  Jika beruntung, anda akan menikmati segelas teh manis panas yang bisa dibanggakan sebagai minuman termahal di dunia mengingat harga satu gram meteorit kini jauh lebih tinggi dibanding satu gram emas.

Meteorit Murchinson. Kredit : NEMS, NASA

Cerita di atas mungkin sedikit dilebih–lebihkan, namun esensinya sebenarnya sesuai pencapaian ilmu pengetahuan khususnya sepanjang setengah abad terakhir. Meteorit di Bumi ternyata bukan hanya sebongkah batu biasa yang datang nun jauh dari kedalaman antariksa, melainkan kaya akan sejumlah bahan yang selama ini kita ketahui sebagai batu bata dasar kehidupan: senyawa organik. Ya, ada gula dan asam amino dalam meteorit. Senyawa bergula polihidroksilat (poliol) yang terdiri dari gula, alkohol gula, asam gula, asam gula dikarboksilat dan asam gula deoksi selama ini merupakan penyusun asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA), materi genetik setiap sel makhluk hidup. Gula juga menjadi bahan dasar lemak, penyusun membran sel dan sumber energi sel. Sementara  asam amino adalah keping – keping rantai bagi protein.

Eksistensi gula dan asam amino dalam meteorit awalnya diungkap Degens dan Bajor (1962) kala mereka meneliti meteorit Bruderheim dan Murray dengan teknik kromatografi lapisan tipis, spektroskopi berbasis cahaya tampak–ultraviolet dan sinar–X serta resonansi magnetik nuklir. Penyelidikan selanjutnya mengungkapkan senyawa organik sejenis ternyata ditemukan pula dalam meteorit lainnya baik dari jenis karbon kondritik maupun bukan. Gula yang ditemukan adalah kelompok gula beratom karbon 6 yang berupa glukosa atau manosa serta gula beratom karbon 5  berupa arabinosa dan xylosa.

Meski mengejutkan, penemuan ini sempat ditanggapi skeptis. Karena meteorit–meteorit yang dianalisis telah jatuh ke Bumi puluhan tahun sebelumnya, sempat muncul spekulasi eksistensi senyawa organik tersebut adalah dampak dari kontaminasi bakteri. Namun penyelidikan selanjutnya dengan telak menunjukkan bila kontaminasi tersebut benar–benar terjadi (dan berderajat parah), maka seharusnya senyawa–senyawa gula lainnya pun eksis terutama ribosa. Padahal pengujian ulang menunjukkan tidak ada senyawa gula lain yang ditemukan kecuali gula dengan atom karbon 5 dan 6.

Di tahun 1969 sebuah meteorit jatuh di Murchinson (Australia). Berselang tiga dekade kemudian George Cooper dkk (2001) melaporkan senyawa organik pun ada dalam meteorit ini. Tak tanggung–tanggung Cooper dkk mengidentifikasi senyawa organik sederhana dengan atom karbon 3, 4, 5 dan 6 dalam bentuk gula, alkohol gula, asam gula monokarboksilat, asam gula dikarboksilat dan asam gula sakarinat. Senyawa beratom karbon 6 diperlihatkan oleh dihidroksi aseton, gliserol, etilen glikol dan asam gliserat. Senyawa beratom karbon 4 ditunjukkan dengan eritritol, treitol, asam eritronat, asam treitonat, asam tartarat, asam mesotartarat, asam 2–metil gliserat dan isomer–isomer asam dihidroksi butirat (asam 2,4 dihidroksi butirat, asam 2,3 dihidroksi butirat dan asam 3,4 dihidroksi butirat). Senyawa beratom karbon 5 diperlihatkan oleh ribitol, asam ribonat, asam 2,3,4–trihidroksi pentanadioat dan asam 2–deoksipentonat. Dan senyawa beratom karbon 6 ditunjukkan dengan glusitol, asam glukonat, asam glukarik, asam 2–deoksiheksonat dan asam 3–deoksiheksonat. Kadar gliserol yang tinggi menjadi perhatian Cooper dkk karena menunjukkan meteorit ini mengandung asam amino.

Beberapa hasil spektroskopi senyawa bergula dalam meteorit Murchinson, seperti dihidroksi aseton, asam 2–metil gliserat, asam treonat dan asam ribonat. Kredit: Cooper dkk

6 Oktober 2008, sebuah asteroid terdeteksi astronom Richard Kowalski lewat teleskop Gunung Lemmon di Arizona (AS) yang langsung dilaporkannya ke Minor Planet Center (MPC). Ketika Kowalski hendak menambah data, sistem komputer MPC ternyata tidak bisa memproses. Tim Spahr yang mencoba mengatasi permasalahannya menyadari sistem macet karena asteroid terlalu dekat dengan Bumi, sehingga perhitungan harus dilakukan secara manual. Hasilnya mengejutkan sebab memperlihatkan asteroid 2008 TC3 (demikian menurut katalog MPC) akan bertumbukan dengan Bumi pada 7 Oktober 2008 pukul 02:45 UT di utara Sudan. Analisis terpisah NEODys di Pisa (Italia) mengonfirmasi bakal terjadinya tumbukan ini. Dari 570 pengamatan simultan yang dilakukan 26 observatorium di seluruh penjuru Bumi memastikan asteroid 2008 TC3 hanya bergaris tengah beberapa meter sehingga kemungkinan besar akan terfragmentasi dan meledak (break–up) di ketinggian atmosfer utara Sudan, sehingga memungkinkan beberapa fragmen kecilnya selamat mendarat di permukaan Bumi.

Sebongkah fragmen asteroid 2008 TC3 atau meteorit Almahata Sitta, tergeletak di tengah gurun Sahara di perbatasan Sudan dan Mesir. Kredit : Nature

Asteroid 2008 TC3 masuk ke atmosfer Bumi seperti diperkirakan pada kecepatan 12,4 km/detik dan 20 detik kemudian fragmentasi terjadi diiringi ledakan keras. Di angkasa, proses tumbukan ini terpantau satelit pengamat AS dan satelit cuaca Eropa. Di udara, kilatan terlihat oleh kapten Ron de Poorter dari kokpit Boeing–747 KLM penerbangan 592 dari Johannesburg (Afrika Selatan) ke Amsterdam (Belanda). Di darat, kilatan cahaya fireball dan ledakan membangunkan kepala Stasiun No. 6 di jalur rel Gurun Nubia, perbatasan Sudan dan Mesir. Kilatan cahaya fireball pun teramati sejumlah penduduk desa kecil yang baru saja usai melaksanakan shalat Shubuh berjamaah di masjid.

Stasiun mikrobarometer UN CTBTO, yang resminya bertugas memantau pelanggaran larangan ujicoba nuklir atmosferik dan antariksa, turut merekamnya yang memungkinkan astronom Peter Brown mendeduksi tumbukan ini melepaskan energi 1–2 kiloton TNT di atmosfer. Inilah untuk pertama kalinya dunia menyaksikan secara langsung proses jatuhnya asteroid ke Bumi dan menjadi fireball (meteor yang sangat terang). Pencarian sistematis antara Desember 2008 hingga Maret 2009 yang dipimpin astronom Peter Jenniskens bersama partnernya Muawiyah Hamid Shaddad (University of Khartoum) yang beranggotakan 72 orang berhasil menemukan 280 fragmen 2008 TC3 yang kemudian dinamai meteorit Almahata Sitta, dengan massa total beberapa kilogram.

Analisis Daniel Glavin dkk (2010) memperlihatkan meteorit ini mengandung asam amino sederhana yang berlimpah seperti asam D–aspartat, asam L–aspartat, asam D–glutamat, asam L–glutamat, glisina, D–alanina, L–alanina, β–alanina, asam α D, L–amino n–butirat, asam β D–amino n–butirat, asam β L–amino n–butirat, asam γ–amino n–butirat, asam α–aminoisobutirat, D,L–valina, D–norvalina, L–norvalina, D–isovalina, L–isovalina, asam ε–amino n–kaproat, etanolamina, metilamina, etilamina dan isopropilamina. Perbandingan kadar asam amino D dan L menunjukkan asam–asam amino ini memang berasal dari meteorit dan bukan akibat kontaminasi bakteri.

Komposisi asam amino meteorit Almahata Sitta dibandingkan dengan meteorit karbon kondritik lainnya. Meski jenisnya sama, perbedaan tipe menghasilkan perbedaan komposisi asam amino dalam meteorit.. Kredit : Glavin

Darimana asal senyawa organik tersebut? Dalam pandangan Cooper dkk, senyawa gula muncul dari mekanisme berganda pada ruang antar bintang disertai reaksi fotolisis. Fotolisis molekul CO2, NH3, H2O di lingkungan antar bintang mampu membentuk poliol seperti gliserol, etilen glikol dan asam gliserat. Gula sederhana itu selanjutnya bisa reaksi formosa untuk membentuk poliol yang lebih kompleks. Di laboratorium reaksi formosa yang melibatkan metanal (formaldehid) dalam larutan bersuasana netral hingga basa mampu membentuk beragam senyawa hidroksilat. Sementara mekanisme pembentukan asam amino relatif berbeda. Uji laboratorium memperlihatkan asam amino bisa terbentuk lewat reaksi katalitik tipe Fischer–Tropsch antara molekul CO, NH3 dan H2 dalam fase gas pada suhu 200°–700° C di tengah kehadiran Besi–Nikel. Tingkat suhu tersebut bisa dicapai tumbukan asteroid/komet dengan mudah. Pada meteorit Almahata Sitta, asteroid sumbernya sempat terpanaskan hingga 1.100° C di atmosfer.

Eksistensi senyawa bergula dan asam amino dalam asteroid tidak lantas menandakan ada kehidupan di langit yang memproduksinya. Karena reaksi antar senyawa anorganik dalam kondisi yang tepat pun mampu menyintesisnya, seperti yang pertama kali diperlihatkan Stanley Miller setengah abad silam. Hanya saja dalam masa Bumi awal, ketika hantaman komet/asteroid ke Bumi menjadi kejadian keseharian, benda–benda langit mini tersebut turut mengirimkan senyawa–senyawa organik yang terkonsentrasi di angkasa maupun turut membantu sintesis senyawa–senyawa organik tertentu lewat molekul–molekul sederhana yang sudah ada di Bumi. Sehingga Bumi ibarat lautan yang penuh senyawa organik yang siap dimanfaatkan bagi kehidupan, bahkan ketika kehidupan itu sendiri belum muncul.

Ditulis oleh

Muh. Ma'rufin Sudibyo

Muh. Ma'rufin Sudibyo

Orang biasa saja yang suka menatap bintang dan terus berusaha mencoba menjadi komunikator sains. Saat ini aktif di Badan Hisab dan Rukyat Nasional Kementerian Agama Republik Indonesia. Juga aktif berkecimpung dalam Lembaga Falakiyah dan ketua tim ahli Badan Hisab dan Rukyat Daerah (BHRD) Kebumen, Jawa Tengah. Aktif pula di Lembaga Pengkajian dan Pengembangan Ilmu Falak Rukyatul Hilal Indonesia (LP2IF RHI), klub astronomi Jogja Astro Club dan konsorsium International Crescent Observations Project (ICOP). Juga sedang menjalankan tugas sebagai Badan Pengelola Geopark Nasional Karangsambung-Karangbolong dan Komite Tanggap Bencana Alam Kebumen.