Titan, bulan terbesar Saturnus, Most

Poster ini menunjukkan proyeksi datar (Mercator) dari pandangan wahana Huygens terhadap bulan Saturnus, Titan, dari ketinggian 10 kilometer. Gambar yang membentuk pandangan ini diambil pada tanggal 14 Januari 2005 oleh Descent Imager/Spectral Radiometer yang berada di atas wahana Huygens milik Badan Antariksa Eropa. Pesawat luar angkasa Huygens dikirim ke Titan oleh pesawat ruang angkasa Cassini, yang dikelola oleh Jet Propulsion Laboratory NASA di Pasadena, California. Kredit: ESA/NASA/JPL/Universitas Arizona

Seorang ahli astrobiologi menemukan bahwa Titan mungkin tidak memiliki cukup asam amino untuk mendukung kehidupan.

Sebuah penelitian yang dipimpin oleh ahli astrobiologi Barat Catherine Neish menunjukkan bahwa lautan di bawah permukaan Titan – bulan terbesar Saturnus – kemungkinan besar merupakan lingkungan yang tidak dapat dihuni, yang berarti harapan untuk menemukan kehidupan di dunia es sudah tidak ada lagi.

Penemuan ini berarti kecil kemungkinannya para ilmuwan luar angkasa dan astronot akan menemukan kehidupan di bagian luar tata surya, rumah bagi empat planet “raksasa”: Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.

“Sayangnya, kita sekarang menjadi kurang optimis dalam menemukan kehidupan di luar bumi di tata surya kita,” kata Neish, seorang profesor ilmu bumi. “Komunitas ilmiah sangat bersemangat untuk menemukan kehidupan di dunia es di bagian luar tata surya, dan temuan ini menunjukkan bahwa kemungkinannya lebih kecil dari yang kita duga sebelumnya.”

Dampaknya pada pencarian kehidupan di luar bumi

Mengidentifikasi kehidupan di bagian luar tata surya adalah bidang minat utama bagi para ilmuwan planet, astronom, dan badan antariksa pemerintah seperti NASA, terutama karena banyak bulan es di planet raksasa tersebut diperkirakan memiliki lautan air cair di bawah permukaan yang besar. . Misalnya, Titan diperkirakan memiliki lautan di bawah permukaan esnya yang berukuran 12 kali lebih besar dari lautan di Bumi.

Catherine Neish, Profesor Ilmu Bumi. Kredit: Komunikasi Barat

“Kehidupan yang kita kenal di Bumi membutuhkan air sebagai pelarut, sehingga planet dan bulan yang memiliki banyak air menjadi perhatian dalam pencarian kehidupan di luar bumi,” kata Neish, anggota Institut Eksplorasi Bumi dan Luar Angkasa Western.

Dalam sebuah penelitian yang dipublikasikan di jurnal AstrobiologiDengan menggunakan data dari kawah tumbukan, Neish dan rekan-rekannya berusaha menghitung jumlah molekul organik yang dapat dipindahkan dari permukaan Titan yang kaya akan bahan organik ke lautan di bawah permukaannya.

Komet yang menabrak Titan sepanjang sejarahnya melelehkan permukaan bulan es tersebut, menciptakan genangan air cair yang bercampur dengan bahan organik di permukaannya. Pencairan yang dihasilkan lebih padat dibandingkan kerak esnya, sehingga air yang lebih berat akan tenggelam melalui es, kemungkinan besar akan masuk ke lautan bawah permukaan Titan.

Dengan menggunakan prediksi tingkat dampak pada permukaan Titan, Neish dan kolaboratornya menentukan berapa banyak komet dengan berbagai ukuran yang akan menabrak Titan setiap tahun sepanjang sejarahnya. Hal ini memungkinkan para ilmuwan untuk memprediksi laju aliran air yang membawa bahan organik yang berpindah dari permukaan Titan ke bagian dalamnya.

Neish dan tim menemukan bahwa massa bahan organik yang ditransfer dengan cara ini cukup kecil, tidak lebih dari 7.500 kg/tahun glisin – asam amino paling sederhana yang menyusun protein dalam kehidupan. Beratnya kira-kira sama dengan berat gajah Afrika jantan. (Semua biomolekul, seperti glisin, menggunakan karbon—elemen—sebagai tulang punggung struktur molekulnya.)

“Satu gajah per tahun memasukkan glisin ke lautan yang volumenya 12 kali volume lautan di bumi tidak cukup untuk menopang kehidupan,” kata Neish. “Dulu, orang sering beranggapan bahwa air sama dengan kehidupan, namun mengabaikan fakta bahwa kehidupan membutuhkan unsur lain, terutama karbon.”

Dunia es lainnya (seperti bulan Jupiter, Europa dan Ganymede, serta bulan Saturnus, Enceladus) hampir tidak memiliki karbon di permukaannya, dan tidak jelas berapa banyak karbon yang dapat diperoleh dari bagian dalamnya. Titan adalah bulan es yang paling kaya secara organik di Tata Surya, jadi jika lautan di bawah permukaannya tidak dapat dihuni, hal ini tidak akan berdampak baik bagi planet es lain yang diketahui dapat dihuni.

“Penelitian ini menunjukkan bahwa sangat sulit untuk mentransfer karbon di permukaan Titan ke lautan di bawah permukaannya—pada dasarnya, sulit untuk mendapatkan air dan karbon yang diperlukan untuk kehidupan di tempat yang sama,” kata Neish.

Dragonfly adalah pendarat dual-quadcopter yang akan menggunakan lingkungan di Titan untuk terbang ke beberapa lokasi, yang terpisah beberapa ratus mil, untuk mengambil sampel material dan menentukan komposisi permukaan guna mempelajari kimia organik dan kelayakan huni Titan, memantau kondisi atmosfer dan permukaan, gambar bentang alam untuk menyelidiki proses geologi dan melakukan studi seismik. Kredit: NASA

Penerbangan capung

Terlepas dari penemuan ini, masih banyak yang harus dipelajari tentang Titan, dan pertanyaan besar bagi Neish adalah terbuat dari apa Titan itu?

Neish adalah salah satu penyelidik utama di Proyek Dragonfly NASA, sebuah misi pesawat ruang angkasa yang direncanakan pada tahun 2028 untuk mengirim robot helikopter (drone) ke permukaan Titan untuk mempelajari kimia prebiotiknya, atau bagaimana senyawa organik terbentuk dan mengatur dirinya sendiri untuk menghasilkan kehidupan. di Bumi dan sekitarnya.

“Hampir mustahil untuk menentukan komposisi permukaan Titan yang kaya bahan organik dengan mengamati menggunakan teleskop melalui atmosfernya yang kaya bahan organik,” kata Neish. “Kita perlu mendarat di sana dan menguji permukaannya untuk menentukan komposisinya.

Hingga saat ini, hanya Misi Luar Angkasa Internasional Cassini–Huygens yang berhasil mendaratkan wahana robotik di Titan pada tahun 2005 untuk menganalisis sampel. Ini tetap menjadi pesawat ruang angkasa pertama yang mendarat di Titan dan pendaratan terjauh dari Bumi yang pernah dilakukan oleh pesawat ruang angkasa.

“Bahkan jika lautan di bawah permukaan tidak dapat dihuni, kita dapat belajar banyak tentang kimia prebiotik di Titan dan Bumi dengan mempelajari reaksi di permukaan Titan,” kata Neish. “Kami benar-benar ingin tahu apakah ada reaksi menarik yang terjadi di sana, terutama ketika molekul organik bercampur dengan air cair yang dihasilkan dari tumbukan tersebut.”
Ketika Neish memulai studi terbarunya, dia khawatir hal itu akan berdampak negatif pada misi Dragonfly, namun hal itu justru menimbulkan pertanyaan yang lebih besar.

“Jika semua lelehan yang diakibatkan oleh tumbukan tersebut tenggelam ke dalam kerak es, kita tidak akan memiliki sampel di dekat permukaan tempat air dan bahan organik bercampur. “Ini adalah area di mana Dragonfly dapat mencari produk dari reaksi prebiotik dan mengajari kita tentang bagaimana kehidupan dapat muncul di berbagai planet,” kata Neish.

“Hasil penelitian ini bahkan lebih pesimistis daripada yang saya sadari mengenai layak huninya permukaan laut Titan, namun hal ini juga berarti bahwa terdapat lingkungan prebiotik yang lebih menarik di dekat permukaan Titan yang dapat kita sampel dengan instrumen pada Dragonfly.”

Referensi: “Masukan Organik ke Laut Bawah Permukaan Titan Melalui Kawah Dampak” oleh Catherine Neish, Michael J. Malaska, Christophe Sotin, Rosaly MC Lopes, Conor A. Nixon, Antonin Affholder, Audrey Chatain, Charles Cockell, Kendra K. Farnsworth, Peter M Higgins, Kelly E. Miller dan Krista M. Soderlund, 2 Februari 2024, Astrobiologi.
DOI: 10.1089/ast.2023.0055