NASA Konfirmasi Uap Air di Europa, Bulan Jupiter

Gambar di sebelah kiri adalah pemandangan Europa yang diambil dari jarak 2,9 juta kilometer pada tanggal 2 Maret 1979 oleh pesawat antariksa Voyager 1. Berikutnya adalah gambar berwarna Europa yang diambil oleh pesawat antariksa Voyager 2 pada tanggal 9 Juli 1979. Sedangkan gambar di sebelah kanan adalah pemandangan Europa yang diambil oleh pesawat antariksa Galileo pada akhir tahun 1990-an.
Kredit: NASA/JPL

Empat puluh tahun lalu, pesawat antariksa Voyager mengambil gambar close-up pertama Europa, 1 dari 79 bulan planet Jupiter. Gambar Voyager mengungkap retakan kecoklatan yang mengiris permukaan es, membuat Europa terlihat seperti bola mata berbarik. Misi ke wilayah terluar tata surya yang digelar dalam beberapa dekade setelah itu, juga mengumpulkan banyak informasi tambahan, sehingga Europa dijadikan prioritas utama target studi pencarian kehidupan di luar Bumi oleh NASA.

Lantas, apa yang membuat Europa, bulan terbesar keempat Jupiter, dianggap sangat memikat oleh para astronom?

Europa diperkirakan memiliki semua unsur building blocks kehidupan. Para ilmuwan telah mengantongi bukti kuat air cair di bawah permukaan es yang kadang-kadang meletus ke luar angkasa dari geiser berukuran besar. Tetapi belum pernah ada yang bisa mengkonfirmasi air di kepulan melalui pengukuran langsung.

Saat ini, satu tim peneliti dari berbagai negara, telah mendeteksi uap air di atas permukaan Europa untuk pertama kalinya. Tim menggunakan salah satu teleskop terbesar di dunia yang berada di Hawaii untuk mengukur uap air Europa.

Konfirmasi uap air membantu para ilmuwan untuk lebih memahami sifat alami Europa. Sebagai contoh, studi yang digelar di Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA ini, berpotensi memperkuat gagasan lautan air cair di bawah lapisan es Europa setebal 1 mil. Beberapa ilmuwan juga menggagas reservoirair es dangkal yang tidak terlalu jauh di bawah permukaan Europa. Medan radiasi kuat Jupiter dianggap turut berkontribusi atas pelepasan partikel air dari lapisan es Europa, meskipun penelitian lain menentang mekanisme tersebut.

“Unsur kimiawi penting (karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, fosfor, dan belerang) dan sumber energi, dua dari tiga persyaratan untuk kehidupan, ditemukan di seluruh tata surya. Tetapi syarat ketiga, air cair, agak sulit ditemukan di luar Bumi,” ungkap ilmuwan NASA Lucas Paganini penanggung jawab studi. “Sementara para ilmuwan belum bisa mendeteksi air cair secara langsung, kami telah mendeteksi hal terbaik setelahnya, yaitu uap air.”

Paganini telah mempublikasikan makalah ilmiah ke jurnal Nature Astronomy pada tanggal 18 November, yang melaporkan deteksi molekul air yang keluar dari Europa (2.360 kilogram per detik), cukup untuk mengisi kolam renang standar Olimpiade hanya dalam waktu beberapa menit. Namun tim juga menjelaskan fakta terkait langkanya kemunculan air, setidaknya dalam jumlah yang cukup besar untuk dideteksi dari Bumi, kata Paganini: “Bagi saya, hal paling menarik dari studi kami bukanlah deteksi pertama air di atas Europa secara langsung, tetapi keterbatasan metode deteksi kami.”

Molekul air memancarkan frekuensi cahaya inframerah spesifik ketika berinteraksi dengan radiasi Matahari.
Kredit: Michael Lentz/NASA Goddard

Memanfaatkan instrumen spektograf di Observatorium Keck, tim mengukur komposisi kimiawi atmosfer planet melalui spektrum cahaya inframerah yang dipancarkan atau diserap. Molekul air memancarkan frekuensi cahaya inframerah spesifik ketika berinteraksi dengan radiasi Matahari.

Bukti Kandungan Air

Sebelum deteksi uap air, sudah cukup banyak penemuan yang dianggap menarik di Europa. Penemuan pertama berasal dari pesawat antariksa Galileo NASA, yang mengukur gangguan medan magnet Jupiter di dekat Europa sembari mengorbit planet raksasa gas antara tahun 1995 hingga 2003. Hasil pengukuran menyediakan petunjuk tentang cairan konduktif elektrik, mungkin berupa lautan asin di bawah lapisan es Europa, penyebab gangguan magnetik. Ketika gangguan magnetik kembali dianalisis pada tahun 2018, para peneliti menemukan bukti kepulan air.

Selain itu, temuan menarik di Europa juga diumumkan pada tahun 2013 oleh para ilmuwan yang memanfaatkan visi tajam Teleskop Antariksa Hubble NASA. Mereka mendeteksi unsur kimia hidrogen (H) dan oksigen (O), dua komponen utama molekul air (H2O), di kepulan atmosfer Europa. Beberapa tahun kemudian, tim ilmuwan lain juga menggunakan Hubble untuk mengumpulkan lebih banyak bukti erupsi kepulan saat mengambil foto Europa yang melintas di depan Jupiter.

"Identifikasi pertama uap air secara langsung di Europa adalah konfirmasi kritis terhadap deteksi awal spesies atom, dan menyorot langkanya kepulan-kepulan skala besar di dunia es ini,” kata Lorenz Roth, seorang astronom dan fisikawan dari KTH Royal Institute of Technology di Stockholm, penanggung jawab studi Hubble pada tahun 2013 sekaligus rekan penulis makalah ilmiah konfirmasi uap air di Europa.

Penelitian Roth, bersama studi-studi lain yang menghasilkan penemuan menarik di Europa, hanya mengukur komponen air di atas permukaan, mengingat upaya deteksi uap air di dunia lain memang begitu menantang. Bahkan pesawat antariksa yang secara langsung melakukan studi di lokasi, tidak mampu mendeteksinya. Sedangkan para ilmuwan yang menggunakan teleskop berbasis darat untuk mendeteksi air harus terkendala efek gangguan penyimpangan air di atmosfer Bumi.

Untuk meminimalisir efek ini, tim menggunakan pemodelan matematis dan komputer untuk mensimulasikan kondisi atmosfer Bumi sehingga mereka dapat memisahkan penyimpangan air di atmosfer Bumi dari data Europa yang dikirim oleh instrumen spektograf Keck.

“Kami tak henti-hentinya melakukan pemeriksaan untuk meminimalisir kontaminasi pada observasi berbasis darat,” kata anggota tim Avi Mandell dari Goddard. “Tentunya kita harus bisa berada lebih dekat ke Europa untuk mengungkap apa yang sebenarnya terjadi.”

Pada tahun 2020-an, harapan Mandell akan segera terwujud. Misi Eruopa Clipper akan membawa para ilmuwan lebih dekat ke Europa untuk menjawab pertanyaan tentang sebuah dunia yang mungkin layak huni. Clipper akan melengkapi setengah abad penemuan ilmiah yang dimulai dengan sebuah foto sederhana yang terlihat mirip bola mata berbarik misterius.

Ketika tiba di Europa, pengorbit Clipper akan melakukan survei permukaan Europa, interior, atmosfer tipis, lautan di bawah permukaan dan ventilasi-ventilasi kecil yang berpotensi aktif. Clipper akan mencoba mengambil gambar kepulan air dan sampel molekul yang ditemukannya di atmosfer menggunakan instrumen spektrometer massa. Selain itu, Clipper juga akan mencari lokasi terbaik bagi wahana pendarat Europa masa depan untuk mengumpulkan sampel. Upaya-upaya ini diharapkan membuka rahasia Europa dan potensinya untuk kehidupan.

Kredit: NASA Goddard

Ditulis oleh: Lonnie Shekhtman, Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA, editor: Svetlana Shekhtman

Sumber: NASA Scientists Confirm Water Vapor on Europa

Artikel terkait: Bukti Kepulan Uap Air di Europa, Bulan Beku Jupiter

#terimakasihgoogle dan #terimakasihnasa