Selama sepuluh tahun terakhir, telah terjadi peningkatan minat dan penelitian yang tajam di planet-planet di luar sistem suria, atau eksoplanet.
Selama ini, kebanyakan daripada 4 ribu eksoplanet yang diketahui oleh kita hari ini ditemui. Pada masa inilah proses secara bertahap mulai bergerak dari tahap penemuan ke tahap pembelajaran. Lebih-lebih lagi, dalam beberapa dekad yang akan datang, instrumen generasi akan datang akan membolehkan penyelidikan yang akan memberikan maklumat yang tepat mengenai struktur permukaan dan atmosfer eksoplanet.
Secara semula jadi, persoalan timbul di sini: apa yang akan dilihat oleh peradaban yang lebih maju jika mereka mempelajari planet kita? Dengan menggunakan data radiasi berbilang jalur Bumi, sekumpulan saintis di California Institute of Technology dapat membuat peta yang memberikan gambaran tentang bagaimana rupa Bumi kepada pemerhati jauh dari luar sistem suria. Selain memuaskan rasa ingin tahu saintifik yang sederhana, kajian ini juga dapat membantu para astronom pada masa akan datang untuk membina semula ciri permukaan "planet seperti bumi" yang sesuai untuk kehidupan.
Kertas penyelidikan, yang menerangkan penemuan kumpulan itu, diterbitkan dalam Astrophysical Journal Letters berjudul Earth as a Exoplanet: A 2D Map for Aliens. Pasukan penyelidik, yang diketuai oleh Siteng Fan, juga termasuk beberapa saintis dari Jabatan Ilmu Geologi dan Planetari (GPS) Institut Teknologi California dan Makmal Jet Propulsion NASA.
Dalam mencari planet yang berpotensi dapat dihuni di luar sistem suria, para saintis hari ini terpaksa menggunakan kaedah tidak langsung. Memandangkan kebanyakan eksoplanet tidak mungkin untuk belajar secara langsung, yaitu, untuk mendapatkan gambaran langsung untuk mengetahui komposisi atmosfera atau ciri permukaannya, para saintis harus puas dengan petunjuk di mana seseorang dapat menilai seberapa besar planet yang serupa dengan Bumi.
Seperti yang diberitahu oleh Siteng Fan kepada Universe Today, ini disebabkan oleh banyak batasan yang harus dihadapi oleh para astronom yang menjelajah exoplanet pada masa ini.
Video promosi:
“Pertama, penyelidikan eksoplanet semasa belum memberikan idea yang jelas mengenai syarat minimum yang harus dipenuhi oleh planet yang sesuai untuk kehidupan manusia. Terdapat kriteria tertentu, tetapi kami tidak pasti sama ada ia mencukupi atau perlu. Kedua, walaupun dengan kriteria ini, kaedah pemerhatian moden tidak dapat disebut cukup efektif untuk mengesahkan kemungkinan kesesuaian hidup, terutama ketika menghadapi planet seperti Bumi, kerana sukar untuk mengesannya."
Berdasarkan fakta bahawa Bumi adalah satu-satunya planet yang mampu menyokong kehidupan, sekumpulan saintis telah membuat hipotesis bahawa pemerhatian jauh dari Bumi dapat memberikan maklumat yang diperlukan untuk mengesan planet yang dapat dihuni. "Bumi adalah satu-satunya planet yang kita tahu yang mempunyai kehidupan," kata Fan. "Meneliti apa yang mungkin dilihat oleh para pemerhati dari sudut yang jauh di alam semesta memberi kita petunjuk dan panduan dalam mencari eksoplanet yang berpotensi dapat dihuni."
Salah satu elemen iklim Bumi yang paling penting, yang sangat penting untuk semua kehidupan di permukaannya, adalah kitaran air tiga fasa. Kita bercakap mengenai kehadiran wap air di atmosfer, awan, yang merupakan pengumpulan air dan ais pekat, serta badan air di permukaan planet ini.
Oleh itu, mereka dapat dilihat sebagai tanda-tanda kesesuaian hidup yang berpotensi, atau bahkan tanda-tanda keberadaannya, yang dapat dilihat dari jarak jauh. Ini menunjukkan bahawa kemampuan untuk mengenal pasti struktur permukaan dan kehadiran awan di eksoplanet adalah syarat utama yang mesti dipenuhi oleh penyelidikan untuk menentukan kemungkinan kebiasaan mereka.
Untuk menentukan bagaimana Bumi akan menjadi pemerhati yang jauh, para saintis mengumpulkan kira-kira 10,000 gambar yang diambil oleh satelit Pemerhati Iklim Angkasa Dalam Negara (DSCOVR) NASA. Gambar diambil dalam jangka masa dua tahun (2016-2017), rata-rata setiap 68-110 minit. Mereka dapat menangkap cahaya yang dipantulkan dari atmosfer bumi dalam berbagai panjang gelombang.
Phan dan rakannya kemudian menggabungkan gambar untuk membentuk spektrum pantulan 10 titik, yang kemudian disatukan dengan cakera bumi. Gambar yang dihasilkan sesuai dengan rupa Bumi bagi seorang pemerhati bertahun-tahun cahaya jika dia mempelajari Bumi dalam jangka masa dua tahun.
Setelah menganalisis lengkung yang diperoleh dan membandingkannya dengan gambar asalnya, para saintis mengetahui parameter lengkung mana yang sesuai dengan permukaan bumi dan penutup awan. Mereka kemudian memilih indikator-indikator yang paling dekat dengan darat dan menyesuaikannya untuk memperhitungkan perolehan 24 jam Bumi. Hasilnya adalah peta kontur, yang ditunjukkan dalam gambar, yang kira-kira sesuai dengan pemandangan Bumi dari jarak beberapa tahun cahaya.
Garis hitam mewakili ciri permukaan dan kira-kira sesuai dengan garis pantai benua utama. Zon hijau secara kasar mewakili kedudukan Afrika (tengah), Asia (kanan atas), Amerika (kiri), dan Antartika (bawah). Apa yang ada di antara mereka mewakili lautan dunia, di mana kawasan cetek ditandai dengan warna merah dan kawasan yang lebih dalam berwarna biru.
Visualisasi seperti itu, yang diterapkan pada lengkung cahaya planet-planet yang jauh, dapat memungkinkan para astronom menilai sama ada eksoplanet itu mempunyai lautan, awan dan lapisan es, iaitu, mengetahui segala yang diperlukan untuk mengenalinya sebagai berpotensi untuk dihuni.
Siteng Phan menyimpulkan, "Analisis lengkung cahaya dalam karya ini penting dalam menentukan ciri geologi dan sistem iklim di eksoplanet. Kami mendapati bahawa perubahan dalam lekukan cahaya Bumi terutama didorong oleh awan dan sempadan darat-lautan. Kedua-dua faktor ini sangat penting untuk kemungkinan hidup di Bumi. Oleh itu, eksoplanet seperti Bumi, yang mempunyai ciri seperti itu, kemungkinan besar dapat dihuni."
Dalam masa terdekat, instrumen generasi seterusnya seperti James Webb Space Telescope (JWST) akan membolehkan kajian eksoplanet paling terperinci. Di samping itu, instrumen darat yang akan beroperasi dalam dekad berikutnya, seperti Teleskop Sangat Besar (ELT), Teleskop Tiga Puluh Meter (TMT) dan Teleskop Magellan Giant (GMT), diharapkan dapat memungkinkan penjelajahan langsung planet berbatu kecil mengorbit bintang mereka.
Dengan penyelidikan yang membantu menentukan struktur permukaan dan keadaan atmosfera, ahli astronomi akhirnya dapat mengatakan dengan yakin bahawa eksoplanet mana yang dapat dihuni dan mana yang tidak. Dengan kata lain, dengan sedikit keberuntungan, penemuan Earth-2, atau, untuk beberapa perkara, bahkan beberapa Bumi, mungkin tidak jauh.
Igor Abramov
