LEAP: Jelajah Miliaran Bintang: Apakah Terdapat Potensi Laik Huni Bagi Manusia?

Artikel terbaik ke-10  Lomba Esai Artikel Astronomi Populer (LEAP) LS
Penulis: Mentari Eka Wahyuni (Umbulhardjo, D.I. Yogyakarta)

Pemandangan bintang di langit pada malam hari merupakan hal yang mudah kita lihat dengan menggunakan mata sehingga banyak diantara kita menganggap hal tersebut sudah biasa. Matahari sebagai pusat sistem Tata Surya kita merupakan salah satu bintang diantara miliaran bintang di luar angkasa.

Dalam sistem Tata Surya terdapat planet-planet yang mengorbit Matahari. Salah satu planet yang berperan aktif dalam mengorbit Matahari dan memiliki kehidupan di dalamnya adalah Bumi. Namun, pernahkah kita berpikir di antara miliaran bintang di luar angkasa, apakah ada kemungkinan suatu bintang dikelilingi oleh planet-planet yang berpotensi untuk dihuni oleh manusia layaknya Bumi? Kemungkinan-kemungkinan tersebut membawa misteri bagi peneliti sehingga penelitian dalam upaya mencari kehidupan diluar Bumi terus dikembangkan.

Semua bintang di luar angkasa memiliki usianya masing-masing sehingga tidak ada bintang yang abadi. Semakin masif suatu bintang maka semakin cepat bintang melakukan fusi hidrogen sehingga semakin pendek usianya. Bintang akan cepat menghabiskan hidrogen sehingga pada akhirnya bintang akan meledak. Ledakan ini dikenal dengan nama Supernova. Hal tersebut juga dialami oleh Matahari. Matahari secara terus-menerus melakukan fusi hidrogen sehingga lama-kelamaan hidrogen akan habis. Apabila Matahari telah mengakhiri hidupnya, dampaknya juga akan dialami oleh planet-planet yang mengorbitnya. Planet-planet akan terkena dampak dari ledakan Supernova yang begitu dahsyat, sehingga terjadi perubahan suhu yang sangat signifikan. Hal tersebut akan menyebabkan tidak ada lagi tempat layak huni bagi manusia.

Para astronom telah memperhitungkan usia Matahari dan memperkirakan waktu Matahari akan mengakhiri hidupnya. Oleh karena itu, ketertarikan dalam mencari kehidupan di luar sistem Tata Surya dapat menjadi solusi ketika satu-satunya bintang di sistem Tata Surya telah mengakhiri hidupnya. Dalam upaya mencari kehidupan di luar angkasa, banyak hal menjadi pertimbangan karena menyangkut keberlangsungan hidup manusia. Ketika berada di Bumi, sejak lahir kita telah diberikan berbagai macam nikmat alam seperti udara untuk bernafas, air sebagai sumber kehidupan, atmosfer sebagai pelindung bumi dari benda langit di angkasa luar dan sebagainya. Hal-hal tersebut menjadi pokok yang harus dipenuhi dalam upaya mencari kehidupan di luar angkasa.

Berbagai macam proses pengamatan dan penelitian dengan menggunakan piranti astronomi telah dilakukan oleh para astronom. Hasil yang telah didapat menunjukkan penemuan yang mencengangkan. Hal tersebut telah dibuktikan oleh pencarian Exoplanet yang baru-baru ini memuncak adalah ditemukannya planet-planet seukuran Bumi di zona layak huni yang terletak pada bintang terdekat dengan Matahari. Exoplanet merupakan planet yang berada di luar sistem tata surya kita. Para astronom dari berbagai negara berlomba-lomba melakukan pengamatan dan penelitian pada exoplanet yang memiliki karakteristik seperti Bumi dan diharapkan dapat menjadi tempat layak huni bagi manusia.

Setiap planet memiliki orbit masing-masing ketika mengelilingi suatu bintang yang menjadi pusat suatu sistem. Berdasarkan penemuan NASA akhir-akhir ini, sebuah bintang ditemukan beserta dengan planet-planetnya yang memiliki persamaan karakteristik dengan Bumi. Bintang tersebut dinamakan TRAPPIST-1. Bintang terdekat yang dinamakan TRAPPIST-1 memiliki jarak 12 parsecs atau 39 tahun cahaya dari Bumi dengan ukuran massa 8% dari Matahari. Bintang TRAPPIST-1 kerap disebut bintang Katai Merah Super Dingin. Kita tidak dapat mengunjunginya dalam waktu dekat, namun dengan perkembangan sains dan teknologi yang sangat pesat kita akan mendapatkan wawasan pengetahuan tentang karakteristik yang dimilikinya. Hal tersebut juga tidak menutup kemungkinan pada jarak yang sangat jauh dapat membawa manusia di kemudian hari nanti jika sistem TRAPPIST-1 dan planet-planetnya memiliki energi kehidupan.

Bintang TRAPPIST-1 memiliki ukuran sedikit lebih besar dari Jupiter dan memiliki massa 8% massa matahari serta memiliki radius 11% radius matahari. Nama TRAPPIST-1 diambil dari nama teleskop robot yang menemukan bintang Katai Merah ini. TRAPPIST merupakan singkatan dari Transiting Planets and Planetisimals Small Telescope. TRAPPIST dikendalikan oleh beberapa staf di Belgia. Pada tahap pertama, pembangunan teleskop ini dilakukan di pegunungan di Chili tepatnya di La Silla Observatory. Selain itu, pengembangan teleskop ini terus dilakukan di Maroko. Oleh karena itu, cakupan observasi menjadi semakin luas. Teleskop ini menggunakan transit photometry untuk mendeteksi bintang beserta planet-planet baru yang mengelilinginya di seluruh alam semesta. Kinerja TRAPPIST-1 yaitu menganalisa cahaya yang berkelap-kelip ketika planet-planet mengitari bintang. Penelitian ini didukung oleh European Southern Observatory’s Very Large Telescope dan observatorium di Afrika Selatan dan Kepulauan Canaria.

Penemuan TRAPPIST-1 diikuti oleh penemuan tiga exoplanet yang mengitarinya. Setelah itu, dilanjutkan dengan penemuan tujuh exoplanet mirip bumi yang mengejutkan para astronom. Ketujuh planet tersebut mengitari bintang TRAPPIST-1 dengan jarak yang sangat dekat. Jika dibandingkan dengan sistem Tata Surya kita, jarak planet dengan TRAPPIST-1 seperti jarak Matahari dengan Merkurius. Planet-planet tersebut bersifat tidal. Tidal merupakan suatu kondisi satu sisi planet yang selalu menghadap bintang TRAPPIST-1 (Salazar). Hal tersebut menyebabkan satu sisi planet selalu mengalami waktu siang dan sisi yang lain selalu mengalami waktu malam yang tidak berkesudahan sehingga waktu malam yang akan terasa sangat dingin. Berdasarkan penemuan yang telah dilakukan, dapat dikatakan bahwa planet-planet tersebut tidak mengalami rotasi seperti planet di sistem Tata Surya kita. Semakin diteliti, semakin banyak hal yang membuat para astronom tertarik untuk mengkaji dan menelusuri lebih jauh lagi mengenai bintang Katai Merah dan planet-planetnya.

Setiap planet yang mengitari bintang TRAPPIST-1 memiliki karakteristiknya sendiri. Penamaan planet tersebut dimulai dari yang terdekat dengan pusat orbitnya yaitu TRAPPIST-1b, TRAPPIST-1c, TRAPPIST-1d, TRAPPIST-1e, TRAPPIST-1f, TRAPPIST-1g, dan TRAPPIST-1h. Ketujuh planet tersebut mempunyai temperatur rata-rata yang rendah sehingga memungkinkan adanya keberadaan air pada permukaan planet (Kopparapu 131). Selain itu, terdapat uraian sebuah survei bahwa air yang terdapat pada atmosfer exoplanet dan kandungan karbondioksida yang banyak dapat diuji hipotesisnya dari zona layak huni dan dapat mengarah pada pemahaman yang lebih dalam mengenai frekuensi planet-planet yang layak huni.

Planet yang terdekat TRAPPIST-1b memiliki ukuran sedikit lebih besar dari Bumi namun memiliki massa yang sama dengan Bumi. Gravitasi planet yang dimiliki 80% dari Bumi. Waktu satu tahun atau waktu yang dibutuhkan untuk mengorbit bintang TRAPPIST-1 adalah 36 jam. Planet ini disebut sangat mirip dengan Venus. Karakteristik yang sama juga dimiliki dalam hal atmosfer yang sangat tebal, penuh dengan CO₂. Planet ini mengorbit sejauh 1,64 juta km dari bintang TRAPPIST-1. Jarak yang sangat dekat dengan bintang membuat planet ini memiliki temperatur yang sangat panas. Keberadaan air di Bumi jika berada pada permukaan planet ini mungkin akan mendidih atau menyublim menjadi uap. Suhu permukaan diperkirakan antara 500 ^oC-1700 ^oC sehingga tidak menampakkan keberadaan air di permukaan planet ini. Selain itu, jarak yang dekat dengan bintang TRAPPIST-1 mempengaruhi kenaikan jumlah gas rumah kaca di permukaan  secara signifikan. Atmosfer yang terbentuk seperti air dan tekanan permukaan yang dimiliki di planet ini kemungkinan 10.000 kali lebih besar dari Bumi. Jika kita melihat dari karakteristiknya, planet yang sama dengan planet Venus ini belum bisa dikatakan planet layak huni bagi manusia.

Planet TRAPPIST-1c memiliki ukuran dan massa 10% lebih besar dari Bumi sehingga planet ini memiliki gravitasi yang mirip dengan Bumi. Planet ini mengorbit sejauh 2,4 juta km dari bintang TRAPPIST-1. Karakteristik atmosfer yang dimiliki oleh planet TRAPPIST-1c memiliki kesamaan dengan planet TRAPPIST-1b.  Namun para ilmuwan mengatakan bahwa atmosfer di planet  TRAPPIST-1c tidak setebal di planet TRAPPIST-1b. Hal ini menyebabkan suhu permukaan cenderung panas sehingga memiliki hal yang sama dengan planet TRAPPIST-1b yaitu sulitnya menemukan keberadaan air di planet ini.

Planet TRAPPIST-1d memiliki ukuran seperti campuran Bumi dan Mars. Ukuran planet ini 30% dari massa Bumi. Jarak planet ini 1 juta km lebih jauh dari TRAPPIST-1c. Waktu satu tahun atau waktu yang dibutuhkan untuk mengorbit bintang TRAPPIST-1 adalah 97 jam. Gravitasi yang dimiliki hampir 50% dari Bumi. Planet ini ditemukan dalam zona goldilocks. Zona goldilocks merupakan zona layak huni bagi planet-planet yang memiliki jarak yang cukup jauh dari sebuah bintang yang menjadi pusat orbit. Permukaan planet yang berada pada zona goldilocks ini memiliki temperatur yang tidak terlalu panas dan tidak terlalu dingin.

Pada planet TRAPPIST-1d, suhu permukaannya cukup dingin sehingga terdapat keberadaan air di permukaannya. Hal ini disebabkan planet hanya menerima 4,3% cahaya dari bintang TRAPPIST-1. Planet TRAPPIST-1d memiliki lapisan yang mudah menguap di permukaan. Telah ditemukan bahwa permukaan tersebut mungkin lautan atau sesuatu yang kental. Lautan dan atmosfer menjadi hal yang sangat penting bagi kehidupan. Melihat dari keadaan planet yang terkunci secara tidal dan mempunyai  atmosfer yang tipis bahkan tanpa atmosfer menyebabkan satu sisi yang terang dalam kondisi panas dan sisi yang gelap dalam kondisi dingin. Hal ini serupa dengan planet Merkurius. Pada waktu siang hari dapat mencapai suhu  425ºC dan waktu malam hari dapat mencapai suhu -195 ºC.

Jika dibandingkan dengan planet Venus yang memiliki atmosfer yang tebal dapat mengedarkan panas di sekitar planet sehingga memiliki suhu yang sama di waktu siang  hari dan malam hari. Jika semua exoplanet seperti planet TRAPPIST-1d yang hanya memiliki atmosfer tipis dan lautan kecil maka kemungkinan besar satu sisi planet ini hanya berisi batu dan sisi lainnya hanya tertutupi es. Terdapat peluang layak huni di planet TRAPPIST-1d jika mempunyai  lautan yang besar dan atmosfer yang tebal sehingga memungkinkan untuk dapat mendistribusikan panas yang banyak. Oleh karena itu, planet TRAPPIST-1d masih terus dikaji oleh para peneliti dan peran Teleskop James Webb setelah diluncurkan nanti menjadi sangat penting dalam mencari fakta-fakta tentang planet ini.

Planet TRAPPIST-1e memiliki ukuran, massa  dan gravitasi yang sangat mirip dengan Bumi dan kemungkinan besar menjadi satu-satunya planet pada sistem bintang TRAPPIST-1 yang sedikit lebih padat dari Bumi. Hal ini menunjukkan bahwa planet ini kemungkinan memiliki komposisi inti besi padat seperti Bumi. Hal misterius yang terus digali peneliti adalah alasan planet ini memiliki komposisi lebih berbatu dibanding planet-planet lain di sistem TRAPPIST-1. Planet ini mengorbit sejauh 4,4 juta km dari bintang TRAPPIST-1. Waktu satu tahun atau waktu yang dibutuhkan untuk mengorbit bintang TRAPPIST-1 adalah 146 jam. Planet ini memiliki kesamaan dengan planet TRAPPIST-1c yaitu atmosfer yang tipis serta kesamaan lainnya pada laut dan lapisan es. Jika melihat orbitnya, planet ini memiliki potensi akan keberadaan air di permukaannya. Selain itu, planet ini menerima cahaya  dari bintang TRAPPIST-1 yang sama halnya dengan Bumi menerima cahaya dari Matahari sehingga para peneliti mengatakan bahwa planet TRAPPIST-1e memiliki temperatur yang sama dengan Bumi.  Meskipun planet-planet di sistem TRAPPIST-1 mempunyai sifat tidal, para peneliti mengatakan bahwa planet TRAPPIST-1e memiliki potensi layak huni jika didukung dengan atmosfer yang dapat meredam panas di permukaan planet. Dalam hal ukuran, kepadatan dan jumlah radiasi yang diterima dari bintang TRAPPIST-1, planet ini memiliki kemiripan seperti Bumi. Secara keseluruhan, planet TRAPPIST-1e menjadi salah satu planet di exoplanet yang memiliki kesamaan dengan Bumi dan hal tersebut menjadi salah satu target pertama untuk ditelusuri oleh Teleskop James Webb guna mendeteksi adanya tanda-tanda kehidupan.

Planet TRAPPIST-1f memiliki ukuran yang mirip dengan Bumi, meskipun kurang padat. Gravitasi yang dimiliki sekitar 80% dari Bumi. Planet TRAPPIST-1f  mengorbit sejauh 5,8 km dari bintang TRAPPIST-1. Waktu satu tahun atau waktu yang dibutuhkan untuk mengorbit bintang TRAPPIST-1 adalah 220 jam atau kira-kira 9 hari. Planet ini memiliki potensi layak huni. Menurut peneliti, terdapat keberadaan air di permukaannya dan didukung dengan jumlah cahaya yang diterima planet dari bintang TRAPPIST-1 sama seperti planet Mars menerima cahaya dari Matahari.

Planet TRAPPIST-1g memiliki ukuran yang lebih besar dari Bumi. Planet ini mengorbit sejauh 7 juta km. Waktu satu tahun atau waktu yang dibutuhkan untuk mengorbit bintang TRAPPIST-1 sekitar 12 hari. Planet ini masih berada di zona goldilocks. Meskipun berada diujung sistem TRAPPIST-1, planet ini masih dapat menjadi kandidat planet layak huni. Temperature yang dingin memungkinkan keberadaan air di planet ini.

Planet TRAPPIST-1h memiliki ukuran exoplanet terkecil dalam sistem ini. Planet ini memiliki struktur yang paling padat diantara planet-planet lainnya. Gravitasi yang dimiliki mirip dengan satelit alami Bumi yaitu bulan. Planet ini mengorbit sejauh 9,3 km. Waktu satu tahun atau waktu yang dibutuhkan untuk mengorbit bintang TRAPPIST-1 sekitar 20 hari. Berdasarkan orbit yang ditempuh paling jauh memungkinkan permukaan planet memiliki temperatur yang dingin dan diselimuti es sehingga planet ini berada di luar zona layak huni .

Menurut peneliti, hal yang perlu ditekankan bahwa zona layak huni pada sistem planet apapun sangat sulit untuk ditentukan. Karakteristik zona layak huni tergantung pada komposisi atmosfer pada planet-planet yang berada di dalam zona. Selain itu gravitasi masing-masing planet pada sistem TRAPPIST-1 dapat berpotensi menghangatkan planet-planet tersebut. Jarak planet yang jauh dan radiasi yang dipancarkan oleh bintang TRAPPIST-1 juga berpotensi mempertahankan keberadaan air di permukaan planet.

Perkembangan penelitian yang dilakukan pada sistem TRAPPIST-1 menunjukkan bahwa banyak faktor yang mempengaruhi keberadaan planet-planet yang masuk dalam zona layak huni. Sebagain besar planet-planet telah terdeteksi adanya sumber kehidupan yaitu air di permukaannya. Selain itu, karakteristik planet-planet seperti ukuran, massa, dan gravitasi yang memiliki kesamaan dengan Bumi sehingga memungkinkan adanya kehidupan. Meskipun planet-planet ini terkunci secara tidal, terdapat kemungkinan adanya mekanisme untuk mendistribusikan panas secara merata ke seluruh bagian planet. Oleh karena itu, untuk menjawab kemungkinan-kemungkinan yang selama ini menjadi misteri bagi para peneliti, proyek Teleskop James Webb akan diluncurkan pada tahun 2021. Teleskop James Webb dirancang untuk melakukan observasi dan akan menjadi perangkat yang sempurna untuk mengungkap secara lebih detail terkait planet-planet pada sistem TRAPPIST-1. Misteri di alam semesta yang selama ini menghantui tentunya akan terjawab dengan sesuatu yang sangat mengejutkan. Secara keseluruhan sistem TRAPPIST-1 sangat menarik untuk dikaji lebih mendalam guna mendapatkan pengetahuan tentang upaya mencari kehidupan di luar Bumi.

Daftar Pustaka

Anglada-Escud´e, G., Amado, P. J., Barnes, J., et al. A Terrestrial Planet Candidate In A Temperate Orbit Around Proxima Centauri. 536. 2016: 437. Nature.
Bean, J.L., Abbot, D.S., Kempton, E.M. A Statistical Comparative Planetology Approach To The Hunt For Habitable Exoplanets and Life Beyond The Solar System. 2017. Apj Letters.
Brennan, Pat. Largest batch of Earth-size, habitable zone planets. exoplanets.nasa.gov. 2018. Diakses 18 April 2019
Gillon, M. et al. Temperate Earth-sized Planets Transiting A Nearby Ultracool Dwarf Star. 533. 2016: 221-224. Nature.
Harris, W., Silverman, J. Are we not the only Earth out there?. science.howstuffworks.com. 2012. Diakses pada 18 April 2019.
Kopparapu, R. K. et al. Habitable zones around main-sequence stars:new estimates. 765. 2013: 131. Astrophys. J.
Lewin, S. Exoplanet Tour:  Meet the 7 Earth-Size Planets of TRAPPIST-1. www.space.com. 2017. Diakses 18 April 2019
Masse, B. Nasa Temukan Tujuh Planet Mirip Bumi, Harusnya Sih Ada Aliennya. www.vice.com. 23 Februari 2017. Diakses pada 15 Februari 2019.
Salazar, Doris Elin. An Alien Solar System: TRAPPIST-1 Discovery Tops Our 2017 Exoplanet List. www.space.com. 27 Desember 2017. Diakses pada 10 Februari 2019.