Simulator NASA Membantu Ilmuwan Menjelaskan Misteri Tata Surya

ANTARIKSA -- Bahkan di halaman belakang kosmik kita, tata surya, masih banyak pertanyaan yang menunggu jawabannya. Di Venus ada formasi yang mirip dengan gunung berapi, tetapi tidak diketahui apakah mereka aktif. Permukaan Mars menunjukkan bahwa pernah ada lautan luas, tetapi bagaimana menghilangnya masih belum jelas.

Di sisi lain, deteksi terbaru dari senyawa kimia yang mungkin menunjukkan adanya aktivitas biologis di Mars dan Venus (biosignatures), membuat pencarian kehidupan di luar Bumi tetap menantang. Jawabannya mungkin terletak pada analisis cahaya yang mencapai kita dari planet-planet ini, melalui \'sidik jari\' atau jejak yang ditinggalkan molekul dalam spektrum cahaya itu.

Dalam studi yang saat ini diterbitkan di Jurnal Atmosfer , para peneliti dari Institut Astrofisika dan Ilmu Antariksa (IA) Universitas Lisbon, Portugal, membandingkan simulasi yang diperoleh melalui simulator spektrum planet, Planetary Spectrum Generator (PSG), dengan pengamatan cahaya inframerah dari planet Venus, Mars, dan Jupiter.

Menggunakan PSG yang dikembangkan oleh NASA, tim ini dapat menjelaskan hasil beberapa pengamatan. Mereka menyimpulkan bahwa simulator ini adalah alat yang efektif untuk mempelajari kelimpahan senyawa kimia yang ada dalam jumlah kecil di atmosfer Mars.

Salah satu senyawa kimia yang dianalisis, metana, dapat berasal dari aktivitas biologis dan proses geologis. Itu sebabnya, keberadaannya yang sulit dipahami di Mars. Keberadaanya pernah terdeteksi oleh pesawat ruang angkasa Mars Express, namun tidak terdeteksi oleh pesawat ruang angkasa ExoMars TGO sehingga menjadikannya tetap misterius.

"Dengan memvariasikan parameter simulasi, kami dapat menjelaskan deteksi dan non-deteksi metana di Mars dan memahami kondisi dan lokasi di mana itu terjadi. Ini merupakan langkah penting untuk memperjelas hubungan metana di Mars dengan kemungkinan adanya kehidupan," kata Pedro Machado, rekan penulis studi ini.

Hal lain yang tidak diketahui di planet merah, yang juga sangat menarik bagi bidang ilmiah pencarian kehidupan di luar Bumi (astrobiologi), adalah nasib sebagian besar airnya. Bukti menunjukkan air pernah mengalir berlimpah di planet ini, dan sebagian besar belahan dataran utara pernah menjadi lautan luas. Faktanya saat ini, Mars adalah gurun es.

"Mengetahui rasio antara dua varian hidrogen, isotop deuterium dan hidrogen sederhana, membantu kita memahami evolusi temporal air di Mars. Deuterium adalah atom hidrogen berat, intinya mengandung satu neutron lagi. Jadi air, H2O, dibuat dari atom deuterium dan atom hidrogen, HDO, lebih berat dan akan lebih sulit keluar ke luar angkasa," kata Joao Dias, penulis utama studi ini.

"Perbandingan rasio ini dilakukan pada tingkat global dan lokal di Mars. Mungkin dengan penelitian ini, memberi kita informasi berharga tentang nasib air Mars."

Yang juga termasuk dalam penelitian ini adalah fosfin yang dapat diproduksi secara spontan di lingkungan bertekanan dan bersuhu tinggi dengan adanya dua unsur kimia yang menyusunnya, fosfor dan hidrogen. Menurut Pedro Machado, proses inilah yang terjadi di Jupiter, dengan fosfin menjadi salah satu penyebab adanya pita warna-warni di atmosfer raksasa gas tersebut.

"Tetapi di planet berbatu seperti Bumi, di mana kondisi ekstrem ini tidak ada, kehadirannya dikaitkan dengan aktivitas biologis," kata Machado.

Jadi, ketika pada tahun 2020 sebuah penelitian mengidentifikasi fosfin di awan Venus, komunitas ilmiah mengalihkan perhatiannya ke Jupiter. Untuk diketahui, Venus secara misterius telah menjadi planet yang penuh gas.

"Studi lebih lanjut pada kondisi lain (Venus) menunjukkan bahwa fosfin mungkin tidak ada sama sekali atau hadir dalam jumlah yang jauh lebih kecil daripada yang diidentifikasi sebelumnya, sesuatu yang juga dapat kami reproduksi," tambah Machado.

Masih di Venus, Joao Dias mengatakan, keberadaan belerang dioksida sangat penting untuk mengetahui apakah ada aktivitas vulkanik di sana. Dengan menentukan dengan tepat kelimpahan senyawa ini pada ketinggian yang berbeda, seperti yang telah ditunjukkan oleh PSG, tim peneliti akan dapat menyimpulkan tentang asal usulnya.

"Pekerjaan ini sangat penting untuk misi luar angkasa yang sekarang sedang dikembangkan, seperti EnVision, Ariel, dan Mars Express dari European Space Agency (ESA)," kata Pedro Machado.

Secara khusus, misi seperti Ariel, yang akan mempelajari atmosfer planet ekstrasurya atau yang mengorbit bintang selain Matahari, mendapat manfaat besar dari jenis studi tata surya ini. Hasil penelitian dapat berfungsi sebagai model yang diharapkan memberi gambaran bagaimana planet di luar tata surya.

"Demonstrasi keefektifan PSG ini sangat penting bagi komunitas ilmiah, dan IA berada di garis depan studi ini dengan memasukkan spesialis tim Sistem Planetnya, baik dalam studi atmosfer planet di tata surya maupun mendeteksi dan karakterisasi exoplanet," kata Pedro Machado.

Sumber: Phys.org