Exoplanet Dijelaskan: Bagaimana Para Ilmuwan Menemukan dan Mempelajari Dunia yang Berpotensi Dapat Dihuni

Tidak ada teleskop yang pernah mengambil foto close-up dari planet seperti Bumi di sekitar bintang lain. Sebaliknya, hampir semua yang diketahui tentang ribuan dunia di luar sistem tata surya kami berasal dari petunjuk tidak langsung: kilatan cahaya bintang, pergeseran kecil dalam spektrum bintang, atau lonjakan singkat dalam kecerahan dari bintang latar belakang yang jauh. Divisi sains exoplanet NASA mengonfirmasi jumlah saat ini di atas 6.000 planet, dengan ribuan kandidat tambahan menunggu konfirmasi.

Apa yang dihitung sebagai exoplanet

Exoplanet adalah planet yang mengorbit bintang selain Matahari. Exoplanet pertama yang dikonfirmasi mengelilingi bintang seperti Matahari, 51 Pegasi b, ditemukan pada Oktober 1995 menggunakan metode radial-velocity, menurut NASA. Tiga dekade kemudian, divisi sains NASA mencatat bahwa para peneliti sekarang percaya ada lebih banyak planet daripada bintang di galaksi Milky Way.

Metode deteksi utama

Karena planet redup dan berada dekat dengan bintang yang jauh lebih terang, astronom sebagian besar mengandalkan sinyal tidak langsung daripada gambar langsung. Tim sains exoplanet NASA mencantumkan empat teknik utama, masing-masing sesuai untuk berbagai jenis planet dan jarak.

Teknik kelima, transit spectroscopy, tidak digunakan untuk menemukan planet tetapi untuk mempelajarinya setelah diketahui. Cahaya bintang yang menyaring melalui atmosfer planet selama transit meninggalkan sidik jari kimia yang dapat dibaca oleh teleskop seperti Hubble dan James Webb Space Telescope, menurut divisi sains NASA.

Apa yang membuat dunia 'berpotensi dapat dihuni'

Para peneliti secara umum fokus pada planet di 'zona layak huni' bintang — rentang jarak di mana suhu dapat memungkinkan air cair bertahan di permukaan planet. Berada di zona itu tidak membuktikan planet itu layak huni; ini hanya berarti pertanyaannya layak ditanyakan lagi dengan pengamatan lebih lanjut. NASA menunjukkan bahwa banyak planet berbatu yang dapat diakses untuk studi atmosfer saat ini mengorbit bintang yang relatif redup dan lebih dingin, karena planet-planet itu menghasilkan sinyal yang lebih kuat dan lebih mudah dideteksi.

Kasus K2-18b: bagaimana klaim biosignature diuji

Contoh terbaru yang paling jelas dari pencarian ini dalam aksi adalah K2-18b, sebuah planet yang sekitar 8,6 kali massa Bumi yang terletak kira-kira 120 hingga 124 tahun cahaya, tergantung sumbernya. Planet ini mengorbit di zona layak huni bintangnya dan telah diusulkan sebagai kemungkinan dunia 'Hycean' — planet yang ditutupi oleh samudra air cair di bawah atmosfer kaya hidrogen, menurut divisi sains NASA.

Menggunakan data James Webb Space Telescope, tim yang dipimpin oleh Nikku Madhusudhan dari Institute of Astronomy Universitas Cambridge melaporkan tanda tangan kimia yang konsisten dengan dimethyl sulfide (DMS) dan mungkin dimethyl disulfide (DMDS) di atmosfer K2-18b. Di Bumi, senyawa ini dihasilkan hampir secara eksklusif oleh organisme hidup seperti fitoplankton laut, menurut Universitas Cambridge.

Deteksi mencapai kepercayaan statistik tiga sigma — berarti kira-kira peluang 0,3% bahwa pola terjadi dari kebisingan acak — yang tim Cambridge katakan jauh di bawah standar lima-sigma (tentang peluang 0,00006% dari kesalahan) yang biasanya diperlukan untuk menyebut hasil sebagai penemuan ilmiah yang ditetapkan. Para peneliti memperkirakan bahwa 16 hingga 24 jam waktu pengamatan Webb tambahan dapat mencapai ambang batas itu.

Madhusudhan juga mendesak kehati-hatian, mencatat bahwa kimia non-biologis yang tidak diketahui pada prinsipnya dapat menghasilkan molekul yang sama, dan bahwa pekerjaan teoritis dan laboratorium lebih lanjut diperlukan sebelum klaim apa pun yang lebih kuat dapat dibuat. Divisi sains NASA memahami hal ini, menyatakan bahwa deteksi satu molekul tidak akan sama dengan penemuan kehidupan; para ilmuwan memerlukan beberapa baris konvergen bukti, dan hasil dapat dikomplikasikan oleh cara bintang dan atmosfer planet berubah seiring waktu.

Mengapa pencarian ini sulit

NASA mencatat bahwa mengkonfirmasi biosignature dapat memerlukan ratusan jam waktu pengamatan Webb untuk satu planet — sumber daya yang langka dan sangat diminta. Sinyal yang terlibat redup, bintang yang sedang dipelajari sering kali kecil dan rentan terhadap flare atau variabilitas, dan setiap sidik jari kimia harus diperiksa terhadap penjelasan biologis dan non-biologis sebelum para ilmuwan akan memperlakukannya sebagai bukti kehidupan.

• Lebih dari 6.000 exoplanet telah dikonfirmasi, menurut divisi sains NASA, dengan ribuan kandidat tambahan menunggu konfirmasi
• Status zona layak huni mengacu pada jarak orbit dan suhu permukaan potensial, bukan bukti kelayakhunian
• Molekul yang terdeteksi yang terkait dengan kehidupan di Bumi bukan, dengan sendirinya, bukti kehidupan di tempat lain
• Kepercayaan statistik (tingkat sigma) menunjukkan seberapa kecil kemungkinan hasil adalah kesalahan kebetulan, bukan seberapa pasti penjelasan biologis
• Nancy Grace Roman Space Telescope NASA, diluncurkan pada Agustus 2026, diharapkan menemukan sekitar 100.000 exoplanet lebih banyak, terutama melalui microlensing

Apa selanjutnya

Divisi sains NASA menggambarkan karakterisasi exoplanet sebagai proses yang berkelanjutan daripada momen penemuan tunggal: setiap pengamatan baru baik memperkuat atau melemahkan penjelasan biosignature kandidat. Waktu pengamatan James Webb tambahan untuk K2-18b, bersama dengan Roman Space Telescope yang baru diluncurkan, diharapkan untuk menambah planet kandidat baru dan data atmosfer yang lebih tajam dalam beberapa tahun mendatang.