Ilmuwan Pelajari Keberadaan Air di Planet Luar Tata Surya

REPUBLIKA.CO.ID, JAKARTA -- Sejumlah pengamatan astrofisika telah menunjukkan bahwa planet di luar tata surya (eksoplanet) yang kaya air seperti Neptunus merupakan hal umum di galaksi ini. Dunia air tersebut diyakini tertutup oleh lapisan air yang tebal, dengan kedalaman ratusan hingga ribuan mil di atas batuan.

Walaupun eksoplanet yang terkenal kaya dengan air adalah umum, komposisinya sangat berbeda dari Bumi. Karena itu, banyak yang masih belum diketahui, diantaranya mengenai struktur, komposisi, dan siklus geokimia dari planet-planet di luar tata surya tersebut.

Dalam upaya mempelajari lebih lanjut mengenai eksoplanet, sebuah tim peneliti internasional, yang dipimpin oleh Arizona State University, telah memberikan salah satu studi lab mineralogi pertama untuk eksoplanet yang kaya air. Hasil studi mereka baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Proceedings of National Academy of Sciences.

"Mempelajari reaksi dan proses kimia adalah langkah penting menuju pengembangan pemahaman tentang jenis-jenis planet yang sama ini," kata rekan penulis Dan Shim, dari School of Earth and Space Exploration, seperti dikutip dari Science Daily pada Rabu (22/4).

Dugaan ilmiah yang umum adalah bahwa air dan batu membentuk lapisan terpisah di interior dunia air. Karena  air lebih ringan, di bawah lapisan air di planet yang kaya air, harus ada lapisan berbatu. Namun, tekanan dan suhu ekstrem pada batas antara air dan lapisan berbatu secara fundamental dapat mengubah perilaku bahan-bahan ini.

Untuk melakukan simulasi tekanan dan suhu tinggi di laboratorium,  penulis utama dan ilmuwan penelitian Carole Nisr melakukan percobaan di Shim's Lab untuk  earth and Planetary Materials di School of Earth and Space Exploration, dengan menggunakan sel landasan tinggi diamond-anvil.

Dalam percobaan ini, tim peneliti merendam silika dalam air, mengompres sampel antara berlian ke tekanan yang sangat tinggi, lalu memanaskan sampel dengan sinar laser hingga beberapa ribu derajat Fahrenheit.

Selain itu, tim peneliti melakukan pemanasan laser di Argonne National Laboratory di Illinois. Untuk memantau reaksi antara silika dan air, pengukuran sinar-X dilakukan ketika laser memanaskan sampel pada tekanan tinggi. Apa yang mereka temukan adalah fase padat baru yang tak terduga dengan silikon, hidrogen, dan oksigen secara bersamaan.

"Awalnya, diperkirakan bahwa air dan lapisan batuan di planet yang kaya air terpisah dengan baik. Tapi kami menemukan melalui percobaan kami reaksi yang sebelumnya tidak diketahui antara air dan silika dan stabilitas fase padat kira-kira dalam komposisi perantara. Perbedaan antara air dan batuan tampaknya secara mengejutkan 'kabur' pada tekanan tinggi dan suhu tinggi,” jelas Nisr.

Para peneliti berharap bahwa temuan ini akan memajukan pengetahuan kita tentang struktur dan komposisi planet yang kaya air dan siklus geokimia mereka. Nisr mengatakan studi ini memiliki implikasi penting dan menimbulkan pertanyaan baru untuk komposisi kimia dan struktur interior eksoplanet yang kaya air.

“Siklus geokimia untuk planet yang kaya air bisa sangat berbeda dari planet berbatu, seperti Bumi,” kata Nisr.

Ikuti Whatsapp Channel Republika