[비즈한국] Berapa banyak planet di tata surya kita yang memiliki danau dan lautan cair di permukaannya? Apakah hanya Bumi? Ternyata tidak. Ada satu lagi. Itu adalah Titan, bulan terbesar Saturnus yang mengorbit planet tersebut. Titan menyembunyikan permukaannya di balik awan yang sangat tebal, tak kalah pekat dengan Saturnus. Oleh karena itu, dunia apa yang tersembunyi di dalam awan Titan telah lama menjadi rahasia.
Pada tahun 2007, wahana antariksa Cassini melintasi Saturnus dan Titan, dan melalui pengamatan radar, para ilmuwan berhasil mengonfirmasi wujud asli dunia yang tersembunyi di bawah awan tersebut. Mengejutkannya, di permukaan Titan terdapat danau dan lautan cair, baik besar maupun kecil, seperti di Bumi. Tentu saja, karena jaraknya yang sangat jauh dari Matahari, suhu di Titan jauh lebih rendah dibandingkan Bumi. Suhu permukaannya mencapai rata-rata -179 derajat Celsius. Tentu saja, ini adalah suhu dingin yang ekstrem di mana air akan membeku seluruhnya. Komponen utama cairan yang mengisi danau dan lautan di permukaan Titan bukanlah air, melainkan hidrokarbon seperti etana dan metana. Menariknya, karena suhu yang sangat dingin, gumpalan es air yang membeku keras di Titan berperan seperti kerikil di Bumi.
Saat itu, Cassini terutama memetakan wilayah di sekitar kutub utara Titan. Danau terbesar yang teridentifikasi di permukaan Titan memiliki luas hingga 500.000 km persegi. Ini bahkan lebih luas daripada Laut Kaspia, laut pedalaman terbesar di Bumi. Danau raksasa ini diberi nama Kraken, sesuai dengan nama monster laut legendaris.
Jika danau dan lautan raksasa seperti itu ada di Titan, satu pertanyaan muncul secara alami. Apakah ombak juga terbentuk di danau dan lautan Titan seperti di Bumi? Apakah erosi akibat pelapukan yang mengubah topografi Titan juga terjadi karena ombak tersebut? Di masa depan yang tidak terlalu jauh, mungkinkah umat manusia yang berkunjung ke Titan dapat menikmati berselancar di lautan metana?
Hingga cukup baru-baru ini, keberadaan ombak di danau dan lautan Titan adalah salah satu topik perdebatan sengit. Dalam foto di atas yang diambil oleh wahana Cassini, kita dapat melihat titik kecil yang sangat terang di satu tempat di permukaan Titan. Ini adalah momen saat sinar matahari menyinari permukaan danau cair Titan dan terpantul! Danau yang memantulkan sinar matahari saat itu adalah Danau Jingpo, danau kecil yang terletak di tepi barat Danau Kraken yang raksasa. Nama danau tersebut diambil dari Danau Jingpo di Tiongkok. Berdasarkan pengamatan ini, para astronom di masa lalu memperkirakan bahwa permukaan danau Titan akan sangat halus seperti cermin. Mereka juga berspekulasi bahwa tidak akan ada ombak besar yang bergejolak seperti di danau-danau Bumi.
Sampai saat ini, Cassini adalah satu-satunya misi penjelajahan yang mengamati Saturnus dan Titan dari dekat secara mendetail. Selain itu, wahana Cassini mengakhiri misinya pada 15 September 2017 dengan menyelam ke dalam awan tebal Saturnus. Citra Titan yang diamati oleh Cassini adalah semua data pengamatan Titan paling detail yang dimiliki umat manusia hingga saat ini. Selain itu, tidaklah cukup berarti untuk memverifikasi apakah benar terdapat ombak di danau permukaan tersebut hanya dengan melihat citra Titan yang buram dari kamera Cassini.
Lantas, bagaimana kita bisa memastikan apakah ada ombak yang bergulung di danau Titan? Dalam penelitian kali ini, para astronom memperhatikan sesuatu yang sedikit berbeda. Bukan permukaan danau Titan itu sendiri, melainkan tepiannya, yaitu pemandangan di pinggir danau.
Tepian pantai dan tepian danau di Bumi mengalami pelapukan dan erosi yang perlahan-lahan mengikis topografi dan mengubah bentuknya seiring dengan datangnya ombak. Jika ombak besar terus terbentuk di danau Titan, bentuk tepian danau Titan pun mungkin berubah akibat kerja ombak tersebut.
Para astronom mengasumsikan tiga model untuk merekonstruksi bentuk tepian Danau Kraken dan Danau Ligeia yang telah dikonfirmasi melalui eksplorasi Cassini sebelumnya. Model pertama adalah model tanpa pelapukan atau erosi. Model kedua adalah model di mana erosi terjadi secara seragam dengan kecepatan tetap di seluruh tepian danau melalui rembesan air ke antara permukaan es Titan. Model ketiga adalah model di mana tepian danau terkikis secara tidak teratur melalui proses fisik akibat hantaman ombak di berbagai tempat di tepian danau. Mereka membandingkan model mana dari ketiganya yang paling baik merekonstruksi bentuk asli tepian danau Titan.
Secara khusus, perbandingan hasil dari dua model terakhir—yang memiliki cara berbeda dalam pengikisan tepian danau—menghasilkan perbedaan yang menarik. Jika diasumsikan bahwa erosi seragam terjadi di seluruh tepian danau Titan yang awalnya memiliki bentuk tidak rata dan berliku, maka hampir semua area akan terkikis secara seragam dan halus, terlepas dari lokasinya. Namun, bagian tanjung yang menonjol ke dalam danau cenderung mempertahankan bentuknya karena tidak terkikis secara signifikan.
Dalam model yang mengasumsikan bahwa tepian danau terkikis langsung oleh ombak, perbedaan yang jelas terlihat muncul. Pada tepian yang terpapar di mana daratan menjorok luas ke dalam danau, volume cairan yang masuk bersama ombak sangat besar. Oleh karena itu, tepian danau terkikis dengan jauh lebih halus dan jelas.
Sebaliknya, di area seperti aliran sungai sempit di mana danau merembes dalam ke daratan, volume cairan yang masuk bersama ombak tidak besar. Oleh karena itu, tepian di area ini tidak terkikis hingga halus secara mencolok dan mempertahankan bentuk aslinya untuk waktu yang lama. Akibatnya, batas tepian yang luas berubah menjadi halus, sementara batas seperti aliran sungai yang memanjang tipis ke segala arah tetap mempertahankan tepian yang tajam dan rumit seperti semula. Jadi, danau-danau Titan tampak menyerupai ‘monster spageti’ yang menjulurkan untaian tipis ke segala arah secara rumit.
Menariknya, jika dibandingkan dengan bentuk berbagai danau yang teridentifikasi di permukaan Titan yang sebenarnya, model yang mengasumsikan adanya ombak yang sedang terjadi adalah yang paling akurat dalam merekonstruksi hasil pengamatan. Dengan demikian, melalui analisis terhadap tepian danau Titan, para astronom menyajikan bukti tidak langsung bahwa ombak besar mungkin sedang terjadi di danau Titan.
Melalui penemuan ini, dapat disimpulkan bahwa meskipun komponen utama cairan yang mengisi danau di Titan bukanlah air cair melainkan metana, angin tetap berhembus di Titan dan menyebabkan permukaan danau bergejolak menciptakan ombak seperti di Bumi. Dengan kata lain, kita kini dapat menjawab dengan lebih jelas pertanyaan lama: jika terdapat lautan dan danau yang dipenuhi cairan di permukaan benda langit lain di luar Bumi, apakah fenomena serupa yang terjadi di lautan dan danau Bumi juga terjadi di sana?
Keberadaan ombak menjadi landasan yang sangat penting dalam memperkirakan ekologi danau Titan. Ombak dapat memainkan peran fisik dalam memfasilitasi pencampuran materi permukaan danau atau laut dengan materi di lapisan yang lebih dalam agar tercampur dengan lebih baik. Seperti yang digunakan dalam analisis kali ini, dengan menyebabkan aksi erosi yang mengubah topografi tepi danau, laut, dan garis pantai, hal ini dapat menciptakan peluang geologis bagi ekosistem yang lebih beragam untuk hidup di lingkungan yang bervariasi. Selain itu, melalui proses ini, komponen kimia yang mengendap dan terkumpul di daratan Titan dapat terpecah kembali bersama ombak dan membantu proses kimiawi di mana komponen tersebut larut ke dalam danau dan lautan. Dengan kata lain, ombak adalah proses yang mencampurkan koktail ekosistem sekitar menjadi lebih beragam dan indah.
Jika kita duduk di tepi danau Titan dan memandang pemandangannya, kita akan dapat melihat ombak danau yang bergejolak di bawah awan metana yang tebal dan rendah. Dan kita juga akan dapat melihat pemandangan di mana batuan dan es di tebing tepi danau terkikis sedikit demi sedikit saat dihantam oleh ombak tersebut. Titan, yang hanya dianggap sebagai salah satu bulan kecil yang mengorbit Saturnus, ternyata adalah panggung di mana sejarah geologis yang indah dan rumit terbentang, tak kalah dengan Bumi.
Wahana Cassini tidak hanya melintas di dekat Titan, tetapi juga melakukan eksplorasi dengan melepaskan pendarat langsung ke dalam awan Titan. Pendarat Huygens yang dilepaskan dari Cassini berhasil menjadi yang pertama dalam sejarah umat manusia yang mendarat bukan di permukaan planet lain, melainkan di permukaan bulan lain. Pendarat Huygens, yang berhasil mendarat dengan selamat menembus awan tebal, mengungkap wujud asli permukaan Titan yang tersembunyi.
Permukaan Titan yang dilihat secara langsung melalui pendaratan Huygens sangat menakjubkan. Atmosfer Titan dan metana yang memenuhi danau-danau di sana menjadi dasar harapan yang lebih besar akan kemungkinan adanya kehidupan asing di Titan. Kandungan metana yang berlebihan mungkin beracun bagi kehidupan di Bumi, tetapi di sisi lain, metana adalah produk sampingan utama yang ditinggalkan oleh kehidupan di Bumi melalui aktivitas biologisnya. Mungkin, keberadaan metana yang memenuhi Titan adalah jejak napas dari makhluk hidup asing yang mungkin sedang bersembunyi di sana.
Para astronom berharap bahwa Titan, seperti bulan-bulan es yang mengorbit Jupiter dan Saturnus yaitu Europa atau Enceladus, juga menyembunyikan lautan air cair yang lebih besar di bawah permukaan es yang membeku. Menurut hasil analisis kepadatan Titan, ada kemungkinan terdapat lautan bawah tanah yang sangat besar yang mencakup sekitar 40-60% dari total volume Titan. Jika spekulasi ini benar, jumlah total lautan cair yang dikandung oleh Titan yang kecil ini bisa jadi 6 kali lebih banyak daripada jumlah total lautan yang ada di permukaan Bumi. Dari perspektif astrobiologi, Titan adalah tempat yang sangat menarik untuk dikunjungi.
Seiring berakhirnya misi Cassini, satu-satunya wahana yang mengorbit di sekitar Saturnus, saat ini tidak ada apa-apa di dekat Saturnus. Sejarah eksplorasi Saturnus sempat terhenti sejenak. Para astronom kini sedang mempersiapkan misi baru untuk mengamati Saturnus dan Titan secara lebih mendalam. Pendarat Huygens yang dibawa oleh wahana Cassini hanya berakhir dengan membuka parasut di dalam awan Titan dan jatuh perlahan. Karena tidak memiliki roda atau perangkat serupa, pendaratan itu sebenarnya lebih mendekati sebuah tabrakan. Ditinggalkan begitu saja di lokasi jatuhnya, hanya area sempit di sekitarnya yang bisa diamati.
Namun, misi generasi berikutnya untuk Titan, yaitu misi Dragonfly yang direncanakan akan diluncurkan sekitar tahun 2030, sedikit istimewa. Ini adalah misi untuk menerbangkan drone yang dilengkapi dengan baling-baling untuk menjelajahi berbagai tempat di Titan serta mengamati danau dan langit secara langsung. Melalui eksplorasi wahana Perseverance di Mars sebelumnya, para astronom telah berhasil menerbangkan drone di benda langit luar Bumi! Berlandaskan pengalaman ini, mereka kini memimpikan drone yang terbang di langit Titan layaknya capung, sesuai dengan namanya.
Jika diperhatikan, penerbangan di Titan sebenarnya memiliki sisi yang lebih mudah daripada penerbangan di Mars. Mars adalah lingkungan dengan atmosfer yang sangat tipis, di mana tekanan atmosfernya hanya 1/100 dibandingkan Bumi. Oleh karena itu, sulit untuk mendapatkan gaya angkat yang cukup meski baling-baling diputar. Sebaliknya, Titan diselimuti oleh atmosfer yang sangat tebal. Oleh karena itu, lebih mudah untuk mendapatkan gaya angkat dan terbang daripada di Mars. Jika misi Dragonfly berhasil dalam waktu dekat, kita akan benar-benar dapat melihat wujud ombak yang bergejolak di danau Titan.
Referensi
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adn4192
Siapakah penulis Ji Woong-bae? Ia mencintai kucing dan alam semesta. Sejak kecil, setelah menonton 'Galaxy Express 999', ia memiliki impian untuk menyebarkan keindahan alam semesta. Saat ini, ia meneliti evolusi melalui interaksi galaksi di Pusat Penelitian Evolusi Galaksi dan Laboratorium Kosmologi Dekat Universitas Yonsei, serta aktif melakukan komunikasi sains melalui kuliah dan penulisan. Ia telah menulis buku seperti ‘Observatorium yang Sedang PDKT’, ‘Berpikir tentang Alam Semesta Sepanjang Hari’, dan ‘Bintang, Sains Cahaya’.