Saat ini Bumi adalah satu-satunya planet yang dapat dihuni oleh manusia. Namun keingin-tahuan kita akan planet-planet lain di luar Tata Surya yang dapat dihuni menjadikan motivasi dari pencarian tanda-tanda kehidupan di luar sana. Seperti halnya diskusi yang diadakan di pertemuan rutin pascasarjana astronomi Institut Teknologi Bandung (ITB) oleh Maulidiani Az Zahra (Ani), mahasiswa Pascasarjana Astronomi angkatan 2018. Pemaparannya terkait tanda-tanda kehidupan untuk eksoplanet (planet di luar Tata Surya) di sekitar Bintang AD Leo.

Sampai tanggal 13 Februari 2019 telah ditemukan 3.979 eksoplanet. Pencarian tanda-tanda kehidupan untuk eksoplanet menggunakan wahana antariksa masih cukup sulit. Namun, alternatifnya dapat dengan melakukan pengamatan tanda-tanda kehidupan (biomarker) di atmosfer eksoplanet tersebut. Oleh karena itu kita perlu mengetahui komposisi dan temperatur atmosfer ekspolanet yang diamati. Penelitian Ani bertujuan untuk mensimulasikan atmosfer planet kebumian di sekitar Bintang AD Leo dan memberikan estimasi rentang panjang gelombang yang sesuai untuk misi pengamatan berbagai molekul atmosfer eksoplanet di masa yang akan datang. Berikut ini adalah beberapa keterangan terkait gas-gas permanen di atmosfer Bumi:

Tabel 1. Gas-Gas permanen di atmosfer Bumi

Konstituen Formula PersentaseVolume Berat Molekul
Nitrogen N2 78,08 28,01
Oksigen O2 20,95 32,00
Argon Ar 0,93 39,95
Neon Ne 0,002 20,18
Helium He 0,0005 4,00
Kripton Kr 0,0001 83,8
Xenon Xe 0,00009 131,3
Hidrogen H2 0,00005 2,02

 

Tabel 2. Beberapa gas variabel di atmosfer Bumi

Konstituen Formula PersentaseVolume Berat Molekul
Uap Air H2O 0,25 18,01
Karbon dioksida CO2 0,036 44,01
Ozon O3 0,01 48,00

(Sumber: Aguado & Burt, 2004)

 

Kembali berbicara mengenai Bintang AD Leo, bintang ini termasuk ke dalam ke dalam kategori bintang kelas M berdasarkan kelas spektrumnya. Berikut ini beberapa karakteristik bintang deret utama berdasarkan kelas spektrumnya:

 

Tabel 3. Karakteristik bintang deret utama berdasarkan kelas spektrum

Kelas Spektrum Temperatur (K) Massa (M) Luminositas (L) Kala Hidup (106 tahun)
O >30000 >20 >100000 <2
B 20000 8 3000 30
A 10000 3 75 400
F 7000 1,5 4 4000
G 6000 1 1,5 9000
K 4000 0,5 0,1 60000
M 3000 0,1 0,005 200000

(Sumber : Chaisson & McMillian, 1996)

 

Dari Tabel 3. kita ketahui bahwa bintang kelas M memiliki temperatur yang rendah dibandingkan dengan bintang kelas lainnya. Pada bintang kelas M ada variabilitas penting yang terjadi sementara akibat fenomena yang terjadi di fotosfer hingga korona, yaitu radiasi ultraviolet dan sinar X dalam jumlah besar. Untuk melihat tingkat kecocokan suatu planet untuk dapat dihuni di sekitar bintang kelas M, terdapat empat parameter yang perlu ditinjau, yaitu:

  1. Zona layak huni berada sangat dekat dengan bintang induknya, maka planet cenderung menjadi tidally locked.
  2. Defisiensi Photosynthetically Active Radiation (PAR)
  3. Variabilitas sementara dari bintang kelas M
  4. Kemungkinan atmosfer planet mengalami erosi karena emisi UV ekstrem yang tinggi serta angin bintang yang kuat (Lammer et al., 2004)

Dalam mempelajari biomarker untuk eksoplanet, perlu diketahui karakterisitk dari bintang yang diorbiti oleh eksoplanet tersebut, yang dalam penelitian ini, Bintang AD Leo. Bintang ini tergolong ke dalam bintang kelas M yang terletak di Deret Utama dengan jarak 4,9 pc. Untuk mengetahui data spektum Bintang AD Leo, Matahari dan beberapa bintang lainnya dapat dilihat pada Gambar 1. Sedangkan untuk data spektrum yang sudah dinormalisasi dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 1. Spektrum Bintang AD Leo, Matahari dan beberapa bintang lainnya (Sumber: Segura et al. 2005)

Gambar 2. Spektrum yang telah dinormalisasi untuk Bintang AD Leo, Matahari dan beberapa bintang lainnya (Sumber: Segura et al. 2005)

Dalam pemodelan yang dilakukan dari data spektrum ini menggunakan metode Line-By-Line Radiative Transfer Model (LBLRTM). Dengan menggunakan kode pemprograman tertentu, didapatlah contoh hasil perhitungan LBLRTM seperti pada Gambar 3. Selain itu profil kecerlangan pada panjang gelombang inframerah untuk planet kebumian di sekitar Matahari dan Bintang AD Leo dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 3. Contoh hasil perhitungan LBLRTM (Sumber: Ani)

Gambar 4. Profil kecerlangan pada panjang gelombang inframerah untuk planet kebumian di sekitar Matahari (warna jingga) dan bintang AD Leo (warna hijau) (Sumber: Ani)

Dari Gambar 4. dapat disimpulkan bahwa planet di sekitar bintang kelas M diperkirakan memiliki metana dan nitrogen yang lebih besar daripada planet Bumi. Sehingga senyawa-senyawa tersebut lebih mudah terdeteksi pada planet yang berada di sekitar bintang kelas M. Penelitian biomarkers untuk eksoplanet ini sangat menarik, perlu dilakukan banyak observasi kembali untuk memperkaya pengetahuan kita tentang ekspolanet-eksoplanet yang ada.