[비즈한국] Beberapa hari lalu, wahana antariksa penjelajah Europa yang dinanti-nantikan banyak orang, 'Europa Clipper', akhirnya meninggalkan Bumi. Europa Clipper berangkat ke luar angkasa untuk mencari jawaban atas pertanyaan terbesar mengenai rahasia alam semesta yang telah lama kita simpan: apakah kehidupan hanya ada di Bumi?
Dulu, jika kita mencari jejak kehidupan di luar Bumi dalam tata surya kita, Mars dianggap sebagai kandidat yang paling mungkin. Namun, para astronom kini mulai menoleh jauh ke luar Mars, ke bagian terluar tata surya. Mereka menaruh perhatian pada satelit-satelit es yang mengorbit Jupiter dan Saturnus. Menariknya, di bawah permukaan es yang membeku, tampaknya terdapat lautan cair yang volumenya lebih banyak daripada luas permukaan air di Bumi.
Tentu saja, karena jarak yang sangat jauh dan tertutup lapisan es yang tebal, lautan bawah permukaan satelit ini hampir tidak tersentuh cahaya matahari. Namun, seperti halnya ekosistem laut dalam di Bumi yang hidup meski hampir tidak ada cahaya, mungkin saja ada ekosistem tersendiri di dalam lautan bawah permukaan satelit es tersebut.
Tentu saja, hingga saat ini, kisah tersebut hanyalah imajinasi, spekulasi, dan harapan yang didasarkan pada data pengamatan yang samar. Hanya ada satu cara untuk memastikan kebenarannya: melihat langsung ke tempat kejadian. Dan akhirnya, perjalanan agung untuk pergi langsung ke Europa guna mencari jejak kehidupan telah dimulai.
Fakta bahwa satelit-satelit mengorbit Jupiter seperti Bulan mengorbit Bumi pertama kali diungkap oleh astronom Galileo pada tahun 1610. Penemuannya menunjukkan bahwa benda-benda di ruang angkasa tidak semuanya mengorbit Bumi, yang menjadi momen penting dalam membalikkan pemikiran bahwa Bumi adalah pusat alam semesta. Satelit-satelit di sekitar Jupiter yang ditemukan Galileo membawa perubahan paradigma besar bagi umat manusia dalam memandang alam semesta.
Secara tradisional, planet terbesar di tata surya, Jupiter, disebut sebagai raja para dewa, Zeus atau Jupiter. Oleh karena itu, empat satelit yang ditemukan Galileo di sekitar Jupiter diberi nama objek-objek yang didambakan oleh Zeus dalam mitologi. Ganymede, Io, Callisto, dan Europa. Menurut mitologi, Zeus jatuh cinta pada Europa yang sedang memetik bunga, lalu berubah wujud menjadi banteng dan menculiknya. Konon, wilayah tempat Zeus membawa Europa itulah yang dinamai benua Eropa.
Europa adalah satelit terbesar keenam yang mengorbit planet di tata surya kita. Posisinya berada setelah tiga satelit Galilea lainnya di sekitar Jupiter, Titan di sekitar Saturnus, dan Bulan kita. Bulan kita memiliki permukaan yang sangat kasar dengan kawah-kawah bekas hantaman meteorit di mana-mana. Sebaliknya, Europa memiliki permukaan es yang relatif mulus. Meskipun ada kawah-kawah besar dan kecil akibat jatuhnya meteorit, permukaannya jauh lebih halus dibandingkan Bulan. Ini menunjukkan bahwa permukaan Europa mengalami peremajaan jauh lebih baru.
Sebelumnya, beberapa wahana antariksa seperti Voyager dan Pioneer pernah melintasi Jupiter saat memanfaatkan gravitasinya untuk menuju luar angkasa yang lebih jauh. Namun, itu hanyalah perlintasan singkat, bukan pengamatan yang menetap di sekitar Jupiter. Oleh karena itu, pada tahun 1990-an, para astronom merencanakan wahana pengorbit yang akan ditangkap oleh gravitasi Jupiter untuk terus mengamatinya. Wahana ini diberi nama Galileo, sang astronom yang pertama kali menemukan keberadaan satelit-satelit Jupiter. Saat itu, wahana Galileo tidak hanya menjelajahi awan di permukaan Jupiter tetapi juga beberapa satelit, termasuk Europa. Secara tidak sengaja, wahana tersebut melewati semburan air yang memancar menembus permukaan es yang retak.
Faktanya, saat itu para astronom tidak menyadari peristiwa luar biasa ini. Baru jauh setelahnya, pada tahun 2018, para astronom yang menganalisis kembali data arsip wahana Galileo menyadari bahwa wahana tersebut sebenarnya sudah mengonfirmasi keberadaan air di Europa. Menurut data Galileo kala itu, Europa membentuk medan magnet kecil di samping Jupiter yang raksasa. Hal ini berarti partikel bermuatan kecil bocor dari Europa dan mengalir mengikuti medan magnet kuat Jupiter. Apa sebenarnya itu? Para astronom menduga bahwa air laut yang mengandung garam terionisasi menyembur keluar ke ruang angkasa.
Fakta ini akhirnya terungkap berkat kiprah wahana antariksa Cassini yang sedang menjalankan misi di sekitar Saturnus. Cassini berhasil mengonfirmasi melalui foto nyata pemandangan air yang menyembur dari satelit es Enceladus di sekitar Saturnus. Wahana itu bahkan menembus semburan air tersebut dan mengonfirmasi adanya perubahan pada medan magnet di sekitarnya. Para astronom akhirnya menyadari bahwa data yang ditunjukkan Cassini saat melewati semburan air Enceladus sangat mirip dengan apa yang direkam Galileo saat melintasi Europa dahulu. Itulah sebabnya harta karun tersembunyi yang terkubur lama di data Galileo akhirnya bisa terungkap. Menurut data tersebut, semburan air di permukaan Europa terlihat memancar hingga ketinggian 160 km.
Baru-baru ini, teleskop luar angkasa Hubble kembali mengonfirmasi adanya semburan air di Europa. Pada tahun 2014, Hubble mengarahkan pandangannya ke sekitar Europa saat satelit itu melintas di depan cakram Jupiter. Dengan membandingkan cahaya Jupiter yang melintas langsung tanpa melalui semburan Europa, dan cahaya yang melewati semburan tersebut, para astronom dapat melihat jejak penyerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu oleh molekul air yang dikeluarkan Europa. Melalui hal ini, astronom memastikan bahwa banyak air menyembur dari Europa saat ia melintas di depan Jupiter. Geyser ternyata juga meletus di benda langit lain di luar Bumi!
Lebih baru lagi, Teleskop Luar Angkasa James Webb mengamati Europa sekali lagi. Mereka mengonfirmasi keberadaan berbagai molekul termasuk air, karbon dioksida, dan metana di wilayah yang diduga sebagai sumber semburan air. Melalui pengamatan teleskop luar angkasa yang beruntun, asumsi bahwa Europa memiliki air dan bahkan memiliki geyser luar angkasa kini dianggap hampir sebagai fakta.
Bagaimana mungkin lautan cair bisa ada di bawah permukaan satelit es Europa yang membeku di jarak yang begitu jauh? Rahasianya terletak pada gravitasi dan medan magnet Jupiter yang kuat.
Europa yang mengorbit sangat dekat dengan Jupiter mendapatkan gravitasi yang kuat. Terutama karena jarak antara sisi yang menghadap Jupiter dan sisi yang membelakangi Jupiter sedikit berbeda, intensitas gravitasi yang diterima setiap bagian Europa pun berbeda. Perbedaan gravitasi ini bekerja pada Europa seolah-olah ada kekuatan yang menariknya dari dua sisi.
Terlebih lagi, Europa mengorbit Jupiter dalam lintasan elips yang sangat lonjong. Setiap 3,5 hari sekali, ia mendekati dan menjauhi Jupiter, sehingga kekuatan gravitasi yang diterimanya terus berubah. Secara menarik bisa dikatakan bahwa Jupiter terus "meremas" Europa dengan gravitasinya yang kuat. Akibatnya, bagian dalam es Europa memanas, sehingga bagian bawah permukaan es dapat tetap ada sebagai lautan dalam wujud cair yang tidak membeku.
Karena terus-menerus mengalami "gangguan" gravitasi dari Jupiter, permukaan es Europa dipenuhi bekas luka panjang yang unik. Bekas luka kompleks di permukaan Europa yang disebut "Chaos Terrain" (Medan Kekacauan) diperkirakan terbentuk akibat lapisan es Europa yang mengapung di atas lautan bawah tanah yang mencair, lalu saling bertabrakan dan terbelah. Melalui retakan inilah sebagian air laut cair yang tersembunyi di bawahnya terpancar keluar ke ruang angkasa. Karena Europa lebih kecil dari Bulan, gravitasinya pun lemah. Oleh karena itu, semburan air yang keluar dari permukaan Europa bisa memancar dengan sangat kuat hingga ketinggian ratusan kilometer.
Meskipun ukuran Europa lebih kecil dari Bulan, menariknya, jumlah air laut cair yang tersimpan di dalamnya diperkirakan jauh lebih banyak daripada total air laut di Bumi. Faktanya, meskipun orang menganggap Bumi punya banyak air, air laut yang menutupi 70% permukaan Bumi sebenarnya hanyalah genangan tipis di permukaan saja. Jika kita mengumpulkan seluruh air yang menempel di permukaan Bumi, jumlahnya tidaklah seberapa. Dunia yang paling basah dengan kandungan air terbanyak di tata surya kini bukan lagi Bumi, melainkan Europa.
Lantas, mungkinkah ada ekosistem laut dalam asing yang misterius di dalam lautan Europa? Untuk mencari jawaban tersebut, NASA memilih Europa. Mungkin ada yang bertanya mengapa mereka memilih Europa di sekitar Jupiter, bukan Enceladus di sekitar Saturnus. Tentu saja Enceladus juga tempat yang menarik. Namun, secara tradisional umat manusia telah lebih banyak menjelajahi Jupiter dan satelit-satelit di sekitarnya, sehingga kita tahu lebih banyak tentang Europa dibandingkan Enceladus. Selain itu, Saturnus jauh lebih jauh daripada Jupiter. Mengingat waktu yang dibutuhkan untuk mengirim wahana antariksa, Europa dipilih sebagai target pertama.
Europa Clipper yang meninggalkan Bumi kali ini akan menempuh perjalanan selama 5 tahun. Pada tahun 2030, ia akan tiba di Jupiter dan satelit-satelit di sekitarnya. Europa Clipper dilengkapi dengan 10 instrumen penelitian untuk menelusuri lautan bawah permukaan Europa. Pertama, ada kamera cahaya tampak yang mengambil gambar resolusi tinggi. Kedua, kamera inframerah akan menembus es tebal Europa untuk memahami bagaimana distribusi suhu di dalamnya. Suhu laut Europa pasti bervariasi tergantung wilayahnya. Dengan mengetahui laut mana yang lebih hangat atau lebih dingin, kita dapat menemukan kandidat gunung berapi laut dalam yang lebih menjanjikan untuk adanya kehidupan.
Terdapat pula peralatan untuk meneliti medan magnet Europa. Seperti halnya wahana Galileo terdahulu dan wahana Cassini yang melewati Enceladus, wahana ini akan mendeteksi bagaimana medan magnet Europa berubah setiap kali melewati Jupiter, serta apakah benar ada lautan cair di bawahnya dan seberapa tinggi tingkat kadar garamnya. Europa Clipper juga akan mendeteksi perubahan medan gravitasi untuk mengetahui volume dan lokasi lautan di bawah permukaan es. Terakhir, berbagai spektrometer yang terpasang pada wahana akan memeriksa kandungan kimia apa saja yang terlarut dalam air saat wahana melewati semburan air secara langsung untuk mencari tanda-tanda aktivitas biologis.
Misi Europa Clipper ini dapat dianggap sebagai proses persiapan untuk eksplorasi Europa tahap berikutnya. Pada akhirnya, para astronom mempertimbangkan metode eksplorasi di mana sebuah pendarat (lander) diturunkan ke permukaan es Europa, lalu mengirim robot penjelajah dasar laut yang menembus es tersebut. NASA bahkan telah mulai melakukan persiapan sungguhan dengan memproduksi berbagai prototipe tentang bagaimana cara mendaratkan lander secara stabil di atas permukaan es Europa yang kasar. Jika eksplorasi masa depan ini terwujud, kita akan bisa berkeliling langsung di dalam lautan asing, bukan di lautan Bumi, untuk melihat apakah ada cumi-cumi atau plankton asing di dalamnya.
Apakah benar ada kehidupan dan ekosistem asing di luar Bumi? Mungkin tak lama lagi, kita akan bisa menjawab pertanyaan ini dengan jelas. Bahkan, hanya berdasarkan hasil eksplorasi di dalam tata surya kita sendiri, bukan di luar tata surya!
Siapa penulis Ji Woong-bae? Ia mencintai kucing dan alam semesta. Sejak menonton 'Galaxy Express 999' saat kecil, ia memiliki impian untuk menyebarkan keindahan alam semesta. Saat ini, ia meneliti evolusi galaksi melalui interaksi galaksi di Pusat Evolusi Galaksi dan Laboratorium Kosmologi Dekat di Universitas Yonsei, serta melakukan berbagai aktivitas komunikasi sains melalui kuliah dan penulisan. Ia telah menulis buku seperti 'Observatorium Saling Suka', 'Berpikir tentang Alam Semesta Sepanjang Hari', dan 'Bintang, Sains Cahaya'.