Misi Penelitian ke Uranus dan Bulan-Bulannya: Menyelidiki Kelayakhunian dan Lautan Tersembunyi

DALAM beberapa tahun terakhir, para ilmuwan planet semakin mendesak perlunya misi ke wilayah sistem tata surya yang sebagian besar belum dieksplorasi: Uranus dan bulan-bulannya.

Para ilmuwan planet tahu beberapa bulan Jupiter dan Saturnus kemungkinan memiliki lautan air cair di bawah permukaannya. "Dunia lautan" ini, seperti bulan Jupiter Europa dan bulan Saturnus Enceladus, tidak berada di "zona Goldilocks" yang sebelumnya dianggap sebagai persyaratan untuk kelayakhunian.

Sebaliknya, para peneliti mempertimbangkan kemungkinan kehidupan bisa bertahan di dalam tubuh-badan ini, terjebak di lautan internal yang dipanaskan melalui berbagai mekanisme. Bentuk kehidupan hipotetis ini mungkin menggunakan jalur metabolisme kimia yang mirip dengan yang digunakan oleh kehidupan di dasar laut Bumi.

Baca juga : Ilmuwan Jajaki Kehidupan di Bintang Kematian

Komunitas astrobiologi semakin melihat lebih jauh dari sistem Jupiter dan Saturnus. Mereka mendesak perlunya misi ke Uranus dan bulan-bulannya, karena sejumlah bulan Uranus menunjukkan tanda-tanda khas memiliki lautan internal dan komposisi kimia yang dapat mendukung kehidupan.

Sebenarnya, mengirimkan pesawat luar angkasa ke bulan-bulan yang jauh ini bisa mengungkap petunjuk tentang kelayakhunian mereka dan mekanisme di balik pembentukan dan evolusi dunia-dunia ini, kata para ilmuwan planet dalam sebuah makalah terbaru.

"Prospek paling menarik di bulan-bulan Uranus adalah bahwa mereka mungkin masih memiliki lautan di bawah permukaannya saat ini. Kemungkinan ini rendah untuk beberapa di antaranya, jadi jika misi ini menemukan lautan di semua/kebanyakan bulan tersebut, maka itu akan membantu memahami lebih baik mekanisme yang menjaga interior bulan-bulan ini tetap hangat," kata Julie Castillo-Rogez, seorang ilmuwan planet di Laboratorium Propulsi Jet NASA.

Baca juga : NASA Berencana Jelajahi  Dunia Baru yang Mungkin Layak Huni, Oktober Mendatang.

Kemungkinan Lautan Internal

Kembali tahun 2022, sebuah tim yang dipimpin Castillo-Rogez menganalisis ulang data tentang lima bulan terbesar Uranus — Ariel, Umbriel, Titania, Oberon, dan Miranda — yang dikumpulkan pesawat luar angkasa Voyager 2 NASA saat melintas di sistem Uranus tahun 1986. Ketika mereka menggabungkan data Voyager 2 dengan pemodelan komputer yang mempertimbangkan radius dan densitas bulan-bulan ini, serta sumber panas potensial, para ilmuwan menemukan empat bulan, Ariel, Umbriel, Titania, dan Oberon, bisa memiliki lautan internal yang terperangkap di antara inti dan kerak es mereka.

Jarak yang sangat jauh dari sistem Uranus ke matahari merupakan kendala signifikan bagi keberadaan lautan cair di dalam bulan-bulan ini. Namun, ada cara lain agar mereka bisa cukup hangat untuk menampung lautan di bawah permukaan.

"Sumber utama panas untuk bulan-bulan ini berasal dari peluruhan unsur radioaktif, khususnya kalium, uranium, dan thorium," kata Castillo-Rogez kepada Space.com.

Baca juga : Ini Teori Baru Soal Asal-usul Bulan

Ada juga bukti geologis Miranda dan Ariel mengalami aktivitas geologis, tektonik dan gunung es berapi, 100 juta hingga 1 miliar tahun yang lalu.

Secara keseluruhan, tanda-tanda ini menunjukkan Miranda dan Ariel mungkin mengalami pemanasan pasang yang meningkat, di mana bulan-bulan tersebut mengalami peregangan dan kompresi akibat interaksi gravitasi antara Uranus dan bulan-bulannya.

"Miranda dan Ariel cukup dekat dengan Uranus sehingga mereka bisa mendapatkan manfaat dari pemanasan pasang yang lebih besar dibandingkan dengan Umbriel, Titania, dan Oberon," kata Castillo-Rogez. 

Baca juga : Tiga Fakta Menarik tentang Konjungsi Bulan dan Mars pada 25 September 2024

"Namun, karena pemanasan pasang merupakan fungsi dari massa planet — dan Uranus memiliki massa tujuh kali lebih sedikit dibandingkan Saturnus — kami tidak mengharapkan proses vulkanisme spektakuler seperti yang terlihat di Enceladus."

"Artinya, jika sebuah bulan mirip Enceladus berada di sistem Uranus, ia akan mendapatkan pemanasan 50 kali lebih sedikit dibandingkan dengan sistem Saturnus," tambahnya.

Sayangnya bagi bulan-bulan Uranus, derajat pemanasan pasang yang menjaga bulan-bulan Jupiter dan Saturnus tetap hangat tidak mungkin terjadi karena Uranus tidak memberikan gaya gravitasi yang sama karena massa yang lebih rendah.

Menilai Kelayakhunian

Setiap dekade, Akademi Nasional Ilmu Pengetahuan, Teknik, dan Kedokteran AS melakukan jajak pendapat kepada komunitas ilmu planet untuk mengukur prioritas misi selama dekade berikutnya. Jajak pendapat terbaru, yang dilakukan pada tahun 2022, menunjukkan minat yang luas terhadap misi ke sistem Uranus. Tapi, apa yang akan diselidiki dalam misi semacam itu?

Salah satu area studi adalah untuk menyelidiki kondisi termal internal di bulan-bulan Uranus, yang memainkan peran besar dalam fungsi kehidupan seperti yang kita ketahui. Batas bawah untuk pertumbuhan organisme uniseluler di Bumi di mana es ada adalah sekitar minus 4 derajat Fahrenheit (minus 20 derajat Celsius). Jika suhu terlalu dingin, jalur metabolisme yang mungkin digunakan kehidupan untuk mendapatkan energi dari lingkungannya menjadi jauh lebih sulit.

Suhu permukaan yang diketahui di lima bulan Uranus yang diminati berkisar dari 60 Kelvin hingga 80 Kelvin (-213,15 derajat Celsius hingga -193,15 derajat Celsius), yang berarti suhu internal harus jauh lebih hangat agar dapat dihuni.

Faktor penting lainnya adalah salinitas. Jika lautan cair terlalu asin, kehidupan mungkin tidak dapat bertahan di sana. Para peneliti telah menyelidiki seberapa banyak garam yang dapat ditoleransi mikroba yang hidup di lingkungan ekstrem di Bumi, memberikan wawasan tentang batas-batas mereka.

Akses ke energi kimia adalah bagian lain dari teka-teki kelayakhunian. Kehidupan di bulan-bulan ini harus bertahan di dalam untuk menghindari radiasi dan dekat dengan air. Oleh karena itu, bentuk kehidupan ini memerlukan sumber energi kimia yang stabil — bukan energi matahari. 

Kehidupan di dasar laut Bumi memanfaatkan bentuk fotosintesis, di mana organisme menggunakan energi yang dilepaskan oleh reaksi kimia anorganik untuk memproduksi makanan. Proses serupa mungkin diperlukan bagi kehidupan untuk bertahan di dalam bulan-bulan ini.

Untuk mendukung kehidupan seperti yang kita kenal, dunia lautan ini perlu memiliki blok bangunan kehidupan — elemen seperti karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen, fosfor, dan belerang. Sebaliknya, elemen beracun, seperti arsenik, akan menjadi masalah bagi kehidupan.

Jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini saat ini masih sulit dijangkau, tetapi misi ke sistem Uranus akan mengungkap petunjuk tentang potensi kelayakhunian beberapa bulan ini. Misi semacam itu bisa membantu astronom menggambarkan berbagai dunia lautan di sistem tata surya kita dan memahami proses yang mengarah pada pembentukan dan evolusi oasis es ini.

"Misi ke sistem Uranus bukan hanya tentang bulan-bulannya, tetapi juga tentang memahami bagaimana sistem (planet, cincin, bulan, magnetosfer) secara keseluruhan. Misi ini akan menutup banyak celah dalam pemahaman kita tentang cara kerja raksasa es, serta hubungan antara bulan-bulan, planet, dan magnetosfer," kata Castillo-Rogez. (Space/Z-3)