[비즈한국] Beberapa waktu lalu, berita tentang ditemukannya jejak yang diduga sebagai tanda kehidupan di planet luar tata surya bernama K2-18b melalui pengamatan Teleskop Luar Angkasa James Webb menjadi sorotan dunia. Tim peneliti yang dipimpin oleh astronom Nikku Madhusudhan dari University of Cambridge menganalisis atmosfer planet K2-18b pada tahun 2023. Planet ini sebelumnya menarik perhatian karena dikenal sebagai planet samudera yang seluruh permukaannya terdiri dari lautan cair. Tahun lalu, timnya menggunakan Teleskop James Webb untuk menangkap momen saat planet tersebut melintas di depan bintang pusatnya, lalu menganalisis spektrum yang tercipta saat cahaya bintang terserap sebagian saat melewati atmosfer planet. Meskipun belum pasti, mereka menyajikan hasil yang mengisyaratkan adanya kandungan dimetil sulfida (DMS) (Artikel terkait: [Sains] Menemukan planet yang mirip dengan Bumi miliaran tahun lalu?).
Satu tahun kemudian, mereka kembali mengamati lokasi yang sama dengan teleskop James Webb dan menyajikan temuan baru dengan probabilitas keberadaan DMS yang lebih tinggi dari sebelumnya. DMS menjadi sorotan karena di Bumi, senyawa ini diketahui hanya dihasilkan melalui aktivitas biologis seperti bakteri. Hal ini membuat pengamatan tersebut tampak seperti penemuan bukti aktivitas kehidupan yang paling jelas dalam sejarah di sebuah planet yang berjarak 120 tahun cahaya. Namun, sejak pengumuman tersebut, muncul berbagai keraguan dan makalah bantahan yang memicu perdebatan sengit.
Bahkan muncul argumen pesimis bahwa upaya mencari bukti kehidupan luar angkasa menggunakan teleskop James Webb mungkin pada dasarnya sia-sia. Ada cerita yang sangat menarik di sini. Astronom yang baru-baru ini melontarkan argumen pesimis terhadap analisis James Webb adalah Sara Seager, seorang astronom terkemuka di bidang astrobiologi dan planet luar tata surya. Menariknya, ia adalah dosen pembimbing yang memberikan gelar doktor kepada Nikku Madhusudhan, sosok yang justru memicu kehebohan komunitas ilmiah dengan mengangkat kemungkinan adanya tanda kehidupan di K2-18b. Bagaimana kontroversi mengenai potensi kehidupan di K2-18b ini berkembang? Mengapa seorang dosen pembimbing dan mantan mahasiswanya kini berada di pihak yang berlawanan? Berikut adalah kisah terbaru mengenai kontroversi planet luar tata surya ini.
Tidak lama setelah makalah Nikku Madhusudhan yang mengangkat kemungkinan adanya kehidupan di K2-18b dirilis, sebuah makalah yang membantah keras argumennya segera diterbitkan. Makalah ini melakukan pengujian yang sangat menarik sekaligus sederhana: mereka berasumsi bahwa tidak ada informasi apa pun mengenai atmosfer planet K2-18b. Mereka membuat model yang datar di semua panjang gelombang. Kemudian, mereka membandingkan seberapa jauh spektrum yang diamati oleh James Webb menyimpang dari model datar tersebut. Hal yang menarik adalah karena spektrum yang diamati sejak awal sangat minim, secara statistik tidak ada perbedaan yang signifikan jika dibandingkan dengan model datar yang mengasumsikan tidak adanya komposisi kimia sama sekali.
Ketika perubahan diberikan pada spektrum dalam bentuk distribusi normal (Gaussian) secara matematis hanya pada panjang gelombang 7µm dan 8.8µm, di mana DMS diperkirakan meninggalkan sinyal, memang terlihat lebih baik dalam menggambarkan spektrum yang diamati. Namun, jika membandingkan angka statistik sebenarnya, tidak ada perbedaan yang berarti. Berdasarkan hal ini, mereka menyimpulkan bahwa tidak ditemukan bukti statistik yang jelas untuk membuktikan keberadaan DMS dalam spektrum yang diamati oleh James Webb. Mereka mengkritik bahwa jika seseorang melakukan pemodelan dan analisis spektrum dengan harapan adanya senyawa kimia tertentu, hasilnya dapat membengkak dan terdistorsi.
Menghadapi kritik serupa, tim penelitian Madhusudhan baru-baru ini melakukan analisis tambahan yang lebih komprehensif. Bukannya hanya mengasumsikan puluhan kandidat senyawa kimia yang mungkin ada di atmosfer K2-18b, mereka melakukan pekerjaan tambahan dengan mempertimbangkan hampir semua molekul yang memungkinkan, total mencapai 650 jenis molekul. Mereka membuat berbagai model atmosfer dengan beragam kadar senyawa kimia tersebut, lalu secara statistik menemukan skenario mana yang paling akurat menggambarkan spektrum atmosfer K2-18b yang teramati. Hasilnya, model dengan kandungan DMS yang sangat tinggi masih menjadi yang paling cocok.
Dalam analisis tambahan ini, kemungkinan keberadaan senyawa kimia lain seperti dietil sulfida dan dimetil disulfida juga tampak tinggi. Menariknya, semua senyawa ini adalah molekul yang di Bumi sangat erat kaitannya dengan aktivitas biologis, termasuk bakteri. Berdasarkan hal ini, tim Madhusudhan menegaskan bahwa argumen mereka mengenai kemungkinan adanya aktivitas biologis di K2-18b justru semakin kuat.
Namun, meskipun DMS benar-benar ada di atmosfer planet ini, verifikasi lebih lanjut diperlukan untuk memastikan apakah aktivitas biologis adalah satu-satunya cara untuk menghasilkan senyawa tersebut. Astronom telah mengonfirmasi bahwa DMS juga ada di luar angkasa di luar Bumi dalam tata surya kita. Sebagai contoh, wahana penjelajah Mars, Curiosity, mendeteksi DMS di Mars, dan wahana Rosetta mendeteksi DMS di komet 67P. Baru-baru ini, DMS juga terdeteksi di awan molekul G+0.693-0.027 di pusat Bimasakti. Ini mengisyaratkan bahwa DMS dapat disintesis bahkan di komet yang ekstrem atau awan antarbintang, tidak harus di planet luar tata surya. DMS mungkin bukan indikator wajib aktivitas biologis; ia bisa jadi merupakan molekul yang tersebar luas di seluruh galaksi, hingga ke pusat Bimasakti.
Secara khusus, kadar DMS yang terdeteksi di K2-18b yang sangat tinggi juga menimbulkan keraguan. Saat itu, tim Madhusudhan mengklaim DMS di K2-18b berada pada level 10 ppm (bagian per juta). Ini berarti terdapat 1-10 molekul DMS di antara setiap satu juta molekul atmosfer. Ini jauh melampaui kadar DMS di Bumi. Bahkan di Bumi yang penuh dengan kehidupan, DMS hanya ada pada level satu per satu miliar molekul atmosfer. Oleh karena itu, jika klaim tim Madhusudhan benar, K2-18b memiliki kandungan DMS hampir seribu kali lebih pekat dibanding Bumi. Untuk mempertahankan kadar setinggi ini, kita harus memiliki harapan yang agak dramatis bahwa K2-18b mengalami ledakan aktivitas organisme yang melakukan fotosintesis, seperti Bumi miliaran tahun lalu. Atau, bisa jadi DMS diproduksi melalui mekanisme geologis dan kimiawi di seluruh planet, tanpa keterkaitan dengan aktivitas biologis.
Di tengah situasi yang semakin rumit, para astronom juga mengangkat masalah yang sangat mendasar dan fatal. Seperti yang disebutkan sebelumnya, masalah ini diangkat oleh Sara Seager, mantan dosen pembimbing Madhusudhan. Dalam makalah terbarunya yang berjudul ‘Prospek Pencarian Indikator Aktivitas Biologis di Planet Luar Tata Surya di Era James Webb’, ia melontarkan kritik bahwa mencari tanda kehidupan di planet luar tata surya dengan James Webb mungkin adalah upaya yang hampir sia-sia.
Selama 10 tahun terakhir, planet luar tata surya yang ditemukan oleh para astronom umumnya berada di sekitar bintang katai merah, yang lebih ringan dan kecil dari Matahari. Karena bintangnya kecil dan suhunya hangat, planet harus mengorbit pada lintasan yang lebih dekat agar suhunya cukup hangat. Berkat ini, planet lebih sering melintas di depan bintang dengan periode yang lebih singkat, sehingga keberadaannya mudah terdeteksi. Terutama karena James Webb mengamati alam semesta dalam inframerah yang dipancarkan oleh bintang hangat, ini menjadi keuntungan dalam mencari planet di sekitar katai merah.
Selama bertahun-tahun, astronom berharap bahwa mencari planet di sekitar bintang katai merah yang kecil adalah hal yang jauh lebih menguntungkan. Jika bintangnya sekelas Matahari atau lebih terang, perubahan kecerahan saat planet melintas sulit dideteksi karena bintang itu sendiri sudah sangat terang. Selain itu, karena cahaya bintang terlalu terang, jejak cahaya yang terserap saat melewati atmosfer planet pun akan terlihat sangat minim. Di sisi lain, bintang yang kecil memberikan keuntungan berupa perubahan kecerahan bintang yang lebih jelas dan jejak pada spektrum yang lebih mudah dikenali.
Namun, ada fakta penting yang terlewatkan oleh para astronom: bintang kerdil dapat memiliki aktivitas permukaan yang lebih keras. Karena bintangnya kecil, lapisan konveksi terbentuk dari permukaan hingga ke bagian dalam bintang. Materi di dalam dan luar bintang tercampur lebih efisien. Selain itu, karena bintang berputar lebih cepat, hal ini menyebabkan medan magnet di sekitar bintang menjadi lebih rumit. Akibatnya, katai merah lebih sering mengalami ledakan suar daripada Matahari, dan bintik bintang raksasa yang menutupi seluruh permukaan bintang dapat terbentuk.
Aktivitas permukaan bintang yang ganas ini memberikan dampak fatal pada bentuk spektrum yang diamati dari Bumi. Jika bintik bintang besar muncul di permukaan, sulit untuk membedakan apakah cahaya bintang yang meredup disebabkan oleh bintik tersebut atau karena planet yang melintas. Selain itu, bintik raksasa memiliki suhu yang lebih rendah dan cahaya yang lebih redup, sehingga jika planet kebetulan melintas di depan area bintik, jejak atmosfer planet pada spektrum akan semakin samar. Cahaya bintang yang berkurang di bintik tersebut meniru garis serapan, sehingga mencemari spektrum. Pada akhirnya, menjadi sulit untuk membedakannya dari jejak serapan yang benar-benar berasal dari atmosfer planet.
Seager menunjukkan bahwa Teleskop James Webb saat ini tidak mampu mengatasi masalah ini. Ia menekankan bahwa bahkan jika kita mendapatkan spektrum yang diduga merupakan jejak atmosfer planet luar tata surya dengan James Webb, data tersebut sulit untuk dipercaya sepenuhnya. Seager menyatakan bahwa ada tiga hal yang harus dipertimbangkan saat mengidentifikasi komposisi atmosfer planet luar tata surya.
Sayangnya, menurut analisis Seager, sinyal yang berkaitan dengan DMS tidak memenuhi ketiga kondisi tersebut. K2-18b adalah kasus yang sangat menakjubkan yang menunjukkan kemungkinan bahwa molekul seperti DMS, yang terlibat dalam aktivitas biologis, dapat terdeteksi di planet luar tata surya. Namun sayangnya, manusia belum memiliki alat yang pasti untuk menentukan apakah itu benar-benar berarti adanya kehidupan luar angkasa.
Yang lebih menyedihkan adalah bahwa batasan ini bukanlah masalah sepele karena minimnya pengamatan atau kinerja teleskop yang belum memuaskan. Ini adalah batasan bawaan dari metode yang paling sering kita gunakan saat ini dalam menilai kemungkinan kehidupan di planet luar tata surya, yaitu metode menganalisis spektrum cahaya bintang saat planet melintas di depannya.
Pada akhirnya, untuk menjawab pertanyaan lama "Apakah kita sendirian di alam semesta?", kita harus merancang metode perburuan baru yang melampaui metode yang telah kita coba selama ini. Masalah terbesarnya adalah manusia belum memiliki alternatif yang jelas. Senyawa kimia apa yang bisa dipastikan sebagai indikator kehidupan tanpa keraguan, dan dengan cara apa kita harus mengamatinya agar bisa mendeteksinya dengan tingkat kepercayaan yang tinggi…. Kita dituntut untuk melakukan perenungan baru yang lebih mendasar.
Referensi
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/acf577
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2025arXiv250118477S/abstract
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2515-5172/add881
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/adc1c8
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad74da
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2025arXiv250412946S/abstract
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2025arXiv250416236D/abstract
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2025arXiv250510539P/abstract
Siapakah penulis Ji Woong-bae? Ia mencintai kucing dan alam semesta. Sejak kecil, setelah menonton 'Galaxy Express 999', ia bermimpi untuk menyebarkan keindahan alam semesta. Saat ini, ia meneliti evolusi melalui interaksi galaksi di Galaxy Evolution Research Center dan Near-Cosmology Lab di Universitas Yonsei, serta aktif dalam berbagai kegiatan komunikasi sains seperti ceramah dan penulisan. Ia telah menulis buku seperti ‘Observatorium yang Menggoda’, ‘Memikirkan Alam Semesta Sepanjang Hari’, dan ‘Bintang, Sains Cahaya’.