Ada Gas Tertawa di Luar Angkasa, Apa Efeknya?
Para ilmuwan di UC Riverside (UCR) memperkirakan ada sesuatu yang hilang dari daftar bahan kimia khas yang digunakan ahli astrobiologi untuk mencari kehidupan di planet di sekitar bintang lain, gas tertawa.
Dinitrogen oksida, dikenal luas sebagai gas tertawa, adalah senyawa kimia dengan rumus N2O. Pada suhu ruang, ia berwujud gas tak berwarna dan tidak mudah terbakar.
Apabila dihirup atau dicecap terasa sedikit aroma dan rasa manis. Dinitrogen oksida kerap dipakai untuk keperluan medis oleh dokter gigi untuk bius lokal juga dipakai dalam mobil balap yang dikenal sebagai NOS supaya mobil balap melesat kencang.
Senyawa kimia di atmosfer planet yang dapat menunjukkan kehidupan, yang disebut biosignatures, biasanya mencakup gas yang ditemukan berlimpah di atmosfer Bumi saat ini.
"Ada banyak pemikiran yang disertakan ke dalam oksigen dan metana sebagai biosignatures. Namun lebih sedikit peneliti yang secara serius mempertimbangkan nitrous oxide, tetapi kami pikir itu mungkin kesalahan," kata Eddie Schwieterman, astrobiologis di Department of Earth and Planetary Sciences UCR.
Kesimpulan ini, dan pekerjaan pemodelan yang mengarah ke sana, dirinci dalam sebuah artikel yang diterbitkan hari ini di The Astrophysical Journal.
Untuk mencapainya, Schwieterman memimpin tim peneliti yang menentukan berapa banyak nitrogen oksida yang dapat dihasilkan makhluk hidup di planet yang mirip dengan Bumi.
Mereka kemudian membuat model yang mensimulasikan planet itu di sekitar berbagai jenis bintang dan menentukan jumlah N2O yang dapat dideteksi oleh observatorium seperti Teleskop Luar Angkasa James Webb.
"Dalam sistem bintang seperti TRAPPIST-1, sistem terdekat dan terbaik untuk mengamati atmosfer planet berbatu, Anda berpotensi mendeteksi nitro oksida pada tingkat yang sebanding dengan CO2 atau metana," kata Schwieterman.
Ada beberapa cara makhluk hidup dapat membuat nitrous oxide, atau N2O. Mikroorganisme terus-menerus mengubah senyawa nitrogen lain menjadi N2O, suatu proses metabolisme yang dapat menghasilkan energi seluler yang berguna.
"Kehidupan menghasilkan produk limbah nitrogen yang diubah oleh beberapa mikroorganisme menjadi nitrat. Dalam tangki ikan, nitrat ini menumpuk, itulah sebabnya Anda harus mengganti airnya," kata Schwieterman.
"Namun, di bawah kondisi yang tepat di laut, bakteri tertentu dapat mengubah nitrat tersebut menjadi N2O. Gas itu kemudian bocor ke atmosfer," jelas Schwieterman.
Dalam keadaan tertentu, N2O dapat dideteksi di atmosfer dan masih belum menunjukkan kehidupan. Tim Schwieterman memperhitungkan hal ini dalam pemodelan mereka. Sejumlah kecil oksida nitrat dibuat oleh petir, misalnya. Tapi di samping N2O, petir juga menciptakan nitrogen dioksida, yang akan memberikan petunjuk kepada para astrobiologi bahwa cuaca tak hidup atau proses geologis menciptakan gas tersebut.
Orang lain yang menganggap N2O sebagai gas biosignature sering menyimpulkan bahwa akan sulit untuk dideteksi dari jarak yang begitu jauh. Schwieterman menjelaskan bahwa kesimpulan ini didasarkan pada konsentrasi N2O di atmosfer Bumi saat ini. Karena tidak banyak di planet ini, yang penuh dengan kehidupan, beberapa orang percaya gas itu juga akan sulit dideteksi di tempat lain.
"Kesimpulan ini tidak memperhitungkan periode dalam sejarah Bumi di mana kondisi laut memungkinkan pelepasan N2O secara biologis jauh lebih besar. Kondisi pada periode tersebut mungkin mencerminkan keberadaan planet ekstrasurya saat ini," kata Schwieterman.
Schwieterman menambahkan bahwa bintang-bintang biasa menghasilkan spektrum cahaya yang kurang efektif dalam memecah molekul N2O dibandingkan dengan Matahari kita. Kombinasi dua efek ini dapat sangat meningkatkan jumlah prediksi gas biosignature ini di dunia yang berpenghuni.
Tim peneliti termasuk ahli astrobiologi UCR Daria Pidhorodetska, Andy Ridgwell, dan Timothy Lyons, serta ilmuwan dari Purdue University, Georgia Institute of Technology, American University, dan NASA Goddard Space Flight Center.
Para peneliti percaya sekarang adalah waktunya bagi para ahli astrobiologi untuk mempertimbangkan gas biosignature alternatif seperti N2O karena Teleskop James Webb akan segera mengirimkan informasi tentang atmosfer planet berbatu seperti Bumi dalam sistem TRAPPIST-1.
"Kami ingin mengajukan ide ini untuk menunjukkan bahwa tidak menutup kemungkinan kami akan menemukan gas biosignature ini di planet lain, jika kami mencarinya," kata Schwieterman.
