Karya seni ini menunjukkan sebuah planet berbatu yang dibombardir oleh komet. Kredit gambar: NASA/JPL-Caltech
Bagaimana molekul penyusun kehidupan bisa ada di Bumi? Salah satu teori yang sudah lama ada adalah bahwa hal ini bisa saja terjadi melalui komet. Kini, para peneliti dari Universitas Cambridge telah menunjukkan bagaimana komet dapat menghasilkan bahan penyusun serupa dengan planet lain di galaksi.
Untuk mengantarkan material organik, komet harus bergerak relatif lambat – dengan kecepatan di bawah 15 kilometer per detik. Pada kecepatan yang lebih tinggi, molekul-molekul penting tidak akan bertahan – kecepatan dan suhu tumbukan akan menyebabkan molekul-molekul tersebut terpecah.
Tempat yang paling mungkin di mana komet dapat bergerak dengan kecepatan yang tepat adalah sistem ‘peas in a pod’, yaitu sekelompok planet yang mengorbit berdekatan. Dalam sistem seperti itu, komet pada dasarnya dapat melintas atau ‘terpental’ dari orbit satu planet ke planet lain, sehingga memperlambatnya.
Pada kecepatan yang cukup lambat, komet tersebut akan menabrak permukaan planet, menghasilkan molekul utuh yang diyakini para peneliti sebagai cikal bakal kehidupan. Hasilnya, yang dilaporkan dalam Proceedings of the Royal Society A, menunjukkan bahwa sistem seperti itu akan menjadi tempat yang menjanjikan untuk mencari kehidupan di luar Tata Surya kita jika pengiriman komet penting bagi asal usul kehidupan.
Komet diketahui mengandung serangkaian bahan penyusun kehidupan, yang dikenal sebagai molekul prebiotik. Misalnya, sampel dari asteroid Ryugu yang dianalisis pada tahun 2022 menunjukkan bahwa ia membawa asam amino dan vitamin B3 utuh. Komet juga mengandung sejumlah besar hidrogen sianida (HCN), molekul prebiotik penting lainnya. Ikatan karbon-nitrogen yang kuat pada HCN membuatnya lebih tahan terhadap suhu tinggi, yang berarti ia berpotensi bertahan masuk ke atmosfer dan tetap utuh.
“Kami terus belajar lebih banyak tentang atmosfer exoplanet, jadi kami ingin melihat apakah ada planet di mana molekul kompleks juga dapat dihasilkan oleh komet,” kata penulis pertama Richard Anslow dari Institut Astronomi Cambridge. “Ada kemungkinan bahwa molekul yang menyebabkan kehidupan di Bumi berasal dari komet, sehingga hal yang sama juga berlaku untuk planet lain di galaksi.”
Para peneliti tidak mengklaim bahwa komet diperlukan untuk asal usul kehidupan di Bumi atau planet lain, namun mereka ingin memberikan batasan pada jenis planet di mana molekul kompleks, seperti HCN, dapat berhasil dihasilkan oleh komet.
Sebagian besar komet di Tata Surya kita berada di luar orbit Neptunus, yang dikenal sebagai Sabuk Kuiper. Ketika komet atau objek Sabuk Kuiper (KBO) lainnya bertabrakan, mereka dapat terdorong oleh gravitasi Neptunus menuju Matahari, dan akhirnya tertarik oleh gravitasi Jupiter. Beberapa dari komet ini melewati Sabuk Asteroid dan masuk ke Tata Surya bagian dalam.
“Kami ingin menguji teori kami pada planet yang mirip dengan planet kita, karena Bumi saat ini adalah satu-satunya contoh planet yang mendukung kehidupan,” kata Anslow. “Komet jenis apa, yang bergerak dengan kecepatan berapa, dapat menghasilkan molekul prebiotik utuh?”
Dengan menggunakan berbagai teknik pemodelan matematika, para peneliti menentukan bahwa komet mungkin dapat menghasilkan molekul prekursor kehidupan, tetapi hanya dalam skenario tertentu. Untuk planet yang mengorbit bintang yang mirip dengan Matahari kita, planet tersebut harus bermassa rendah dan akan berguna jika planet tersebut berada pada orbit yang dekat dengan planet lain dalam sistem. Para peneliti menemukan bahwa planet terdekat dengan orbit dekat jauh lebih penting bagi planet di sekitar bintang bermassa rendah, yang kecepatan tipikalnya jauh lebih tinggi.
Dalam sistem seperti itu, sebuah komet dapat ditarik oleh tarikan gravitasi satu planet, kemudian berpindah ke planet lain sebelum bertabrakan. Jika ‘pelintasan komet’ ini terjadi cukup sering, komet akan melambat sehingga beberapa molekul prebiotik dapat bertahan saat masuk ke atmosfer.
“Dalam sistem yang sangat padat ini, setiap planet memiliki peluang untuk berinteraksi dan menjebak komet,” kata Anslow. “Mekanisme ini mungkin saja menjadi penyebab molekul prebiotik berakhir di planet.”
Untuk planet yang mengorbit di sekitar bintang bermassa rendah, seperti katai M, akan lebih sulit bagi molekul kompleks untuk diantar oleh komet, terutama jika planet-planet tersebut tersusun secara longgar. Planet-planet berbatu di sistem ini juga mengalami dampak dengan kecepatan yang jauh lebih tinggi, sehingga berpotensi menimbulkan tantangan unik bagi kehidupan di planet-planet tersebut.
Para peneliti mengatakan temuan mereka dapat berguna dalam menentukan di mana mencari kehidupan di luar Tata Surya.
“Sangat menarik bahwa kami dapat mulai mengidentifikasi jenis sistem yang dapat kami gunakan untuk menguji berbagai skenario asal usul,” kata Anslow. “Ini adalah cara berbeda untuk melihat pekerjaan besar yang telah dilakukan di Bumi. Jalur molekuler apa yang menyebabkan banyaknya variasi kehidupan yang kita lihat di sekitar kita? Apakah ada planet lain yang memiliki jalur yang sama? Ini adalah saat yang menyenangkan, mampu menggabungkan kemajuan dalam astronomi dan kimia untuk mempelajari beberapa pertanyaan paling mendasar.”
Penelitian ini sebagian didukung oleh Royal Society dan Dewan Fasilitas Sains dan Teknologi (STFC), bagian dari Riset dan Inovasi Inggris (UKRI). Richard Anslow adalah Anggota Wolfson College, Cambridge.
Referensi:
RJ Anslow, A. Bonsor dan PB Rimmer. ‘Bisakah komet mengantarkan molekul prebiotik ke planet ekstrasurya yang berbatu?’ Prosiding Royal Society A (2023). DOI: 10.1098/rspa.2023.0434 (akses terbuka)
Astrobiologi, Astrokimia
