Pencarian planet di luar sistem tata surya kita

Setiap bintang yang kita lihat di langit punya setidaknya satu planet yang mengelilinginya, kata astronom Sara Seager. Jadi apa yang kita ketahui tentang planet-planet luar surya ini, dan bagaimana kita bisa mengenal mereka dengan lebih baik? Seager memperkenalkan sekumpulan planet luar surya favoritnya dan menunjukkan teknologi baru yang dapat membantu mengumpulkan informasi tentang planet-planet ini – dan bahkan membantu kita mencari planet luar surya dengan kehidupan.

Saya di sini untuk menceritakan
pencarian kehidupan alien sungguhan.

Bukan makhluk hijau kecil seperti manusia
yang datang dengan UFO gemerlap,

meskipun itu akan menyenangkan.

Tapi ini adalah pencarian planet
mengorbit bintang nan jauh di sana.

Setiap bintang di langit adalah
sebuah matahari.

Jika matahari kita punya planet--

Merkurius, Venus, Bumi, Mars, dll,

tentunya bintang-bintang lain
punya planet juga,

dan mereka punya.

Dan dalam dua dekade terakhir,

astronom telah menemukan
ribuan planet di luar tata surya.

Langit malam penuh dengan
planet luar surya.

Kita tahu, secara statistk,

bahwa setiap bintang punya
setidaknya satu planet.

Dan dalam pencarian planet,

dan di masa depan,
planet yang mungkin menyerupai bumi,

kami dapat membantu menjawab

beberapa pertanyaan yang
paling luar biasa dan misterius

yang telah ditanyakan umat manusia
selama berabad-abad.

Mengapa kita di sini?

Mengapa alam semesta kita ada?

Bagaimana bumi terbentuk dan berevolusi?

Bagaimana dan mengapa kehidupan
berawal dan berkembang di planet kita?

Pertanyaan kedua yang sering
kita pikirkan adalah:

Apakah kita sendirian?

Adakah kehidupan di luar sana?

Siapa yang ada di sana?

Anda tahu, pertanyaan ini
sudah ditanyakan ribuan tahun,

sejak setidaknya zaman para filsuf Yunani.

Tapi saya di sini untuk
memberitahu Anda seberapa dekat

kita menemukan jawaban pertanyaan ini.

Ini pertama kalinya dalam sejarah manusia
jawabannya berada dalam jangkauan kita.

Nah, saat saya berpikir tentang
kemungkinan kehidupan di luar sana,

Saya berpikir fakta bahwa matahari kita
adalah satu di antara banyak bintang.

Ini foto sebuah galaksi sungguhan,

kita pikir Bima Sakti
terlihat seperti galaksi ini,

yaitu kumpulan ikatan bintang.

Tapi Bima Sakti kita adalah
salah satu dari ratusan milyar bintang

dan galaksi kita adalah salah satu dari
ratusan milyar galaksi di atas sana.

Karena planet pada umumnya
berukuran kecil,

Anda bisa hitung saja.

Dan ada sangat banyak bintang
dan sangat banyak planet di luar sana,

sehingga pasti, ada kehidupan
di suatu tempat di luar sana.

Yah, para ahli biologi murka pada saya
karena mengatakan hal tersebut,

karena kita belum memiliki bukti apapun
akan kehidupan di luar bumi.

Yah, jika kita dapat melihat
galaksi kita dari luar

dan memperbesar ke matahari kita berada,

kita melihat peta asli bintang.

Bintang yang ditebalkan dikenal
memiliki planet luar surya.

Ini benar-benar hanya sebagian kecil saja.

Di sini, animasi ini diperbesar
sampai ke sistem tata surya kita.

Anda akan melihat planet-planet

dan beberapa wahana antariksa
yang mengorbit matahari kita.

Jika kita dapat membayangkan
pergi ke pesisir barat Amerika Utara,

dan memandang ke langit malam,

inilah yang akan kita lihat
di malam musim semi.

Anda dapat melihat rasi bintang terhampar

dan lagi, banyak sekali
bintang dengan planet.

Ada daerah khusus di langit
dimana terdapat ribuan planet.

Ke sinilah Teleskop Ruang Angkasa Kepler
diarahkan selama bertahun-tahun.

Mari kita perbesar dan lihat salah satu
planet luar surya yang terkenal.

Bintang ini dinamai Kepler-186f,

yang merupakan sistem berisikan
sekitar lima planet.

Dan omong-omong,kita tak tahu banyak akan
sebagian besar planet luar surya ini.

Kita tahu ukurannya, dan orbitnya,
dan hal-hal semacam itu.

Tapi ada planet yang sangat spesial
di sini, bernama Kepler-186f.

Planet ini berada di zona
yang tidak terlalu jauh dari bintang,

sehingga suhunya mungkin
pas untuk kehidupan.

Di sini, gambar rekaan ini memperbesar

dan menunjukkan kemungkinan
rupa planet itu.

Banyak orang punya bayangan romantis
tentang para astronom

menggunakan teleskop
di puncak pegunungan yang sunyi

dan memandang langit malam
yang spektakuler melalui teleskop besar.

Tapi sebenarnya, kami bekerja menggunakan
komputer seperti orang lain,

dan kami mendapatkan data melalui email
atau mengunduh basis data.

Jadi daripada ke sini untuk menunjukkan

data dan analisa yang
cenderung membosankan

dan model komputer rumit yang kami buat,

saya punya cara lain untuk coba
menjelaskan

beberapa hal yang kami pikirkan
tentang planet luar surya.

Ini adalah poster perjalanan:

"Kepler-186f:

Di mana rumput tetangga
terlihat lebih merah."

Itu karena Kepler-186f
mengitari suatu bintang merah,

dan kami hanya menduga
mungkin tumbuhan di sana,

seandainya ada vegetasi
yang melakukan fotosintesis,

mereka memiliki pigmen berbeda
dan terlihat merah.

"Nikmati gravitasi pada HD 40307g,

Bumi Super."

Planet ini lebih besar daripada Bumi

dengan gravitasi yang lebih tinggi.

"Bersantailah di Kepler-16b,

di mana bayangan Anda
selalu ada temannya."

(Tertawa)

Kita tahu puluhan planet
yang mengitari dua bintang,

dan pasti ada lebih banyak lagi
di luar sana.

Jika kita bisa mengunjungi
salah satu planet itu,

Anda akan melihat matahari terbenam
dua kali

dan punya dua bayangan.

Jadi sebenarnya,
fiksi ilmiah ada benarnya juga.

Tatooine dari Star Wars.

Dan ada beberapa planet luar surya lain
yang akan saya ceritakan.

Ini adalah Kepler-10b,

planet yang amat sangat panas.

Ia mengorbit bintangnya
50 kali lebih dekat

daripada bumi mengorbit matahari.

Dan sebenarnya, saking panasnya,

kita tak bisa mengunjungi
kedua planet ini, tapi jika bisa,

kita akan meleleh
jauh sebelum kita sampai.

Kami rasa permukaannya cukup panas untuk
melelehkan batu dan punya danau lava cair.

Gliese 1214b.

Planet ini, kita tahu bobot dan ukurannya

dan kepadatannya cukup rendah.

Ia cukup hangat.

Kita sebenarnya tak begitu
tahu apa-apa tentang planet ini,

tapi satu kemungkinannya
adalah ini planet air,

seperti versi besar
salah satu bulan es Jupiter

yang mungkin 50% bobotnya merupakan air.

Dan planet ini mungkin punya
atmosfer uap tebal

yang mengisi lautannya,

bukan dengan air yang cair,

tapi dalam bentuk eksotis air,
suatu cairan super --

bukan gas juga, bukan cairan juga.

Di bawahnya mungkin bukan bebatuan,

tapi semacam es bertekanan tinggi, seperti
es IX (es dengan kisi kristal tetragonal).

Jadi dari keseluruhan planet di luar sana

dengan keragamannya yang begitu
menakjubkan,

kami sangat ingin menemukan planet-planet
yang kita sebut Goldilocks.

Tidak terlalu besar, tidak terlalu kecil,

tidak terlalu panas, tidak terlalu dingin

tapi pas untuk kehidupan.

Tapi untuk itu, kami harus mampu melihat

atmosfer planet,

karena atmosfer bertindak
seperti selimut yang menahan panas --

efek rumah kaca.

Kami harus mampu mengkaji gas rumah kaca

pada planet lain.

Yah, fiksi ilmiah juga ada salahnya.

Pesawat Star Trek

harus bergerak dalam jarak yang amat jauh
dengan kecepatan luar biasa tinggi

untuk mengorbit planet lain

sehingga First Officer Spock
dapat menganalisis atmosfernya

untuk melihat apakah
planet itu dapat dihuni

atau apakah ada bentuk kehidupan di sana.

Yah, kita tak perlu melintas
dengan kecepatan super

untuk melihat atmosfer planet lain,

walau saya tak mau
menghalangi insinyur pemula

untuk mencari cara untuk melakukannya.

Kami sebenarnya dapat
mempelajari atmosfer planet

dari sini, dari orbit Bumi.

Ini adalah foto
Teleskop Ruang Angkasa Hubble

yang diambil oleh pesawat ulang-alik
Atlantis sewaktu meluncur

setelah penerbangan
ke Hubble terakhir kali.

Mereka memasang kamera baru,

yang digunakan untuk
atmosfer planet luar surya.

Dan sejauh ini, kami sudah mempelajari
puluhan atmosfer planet luar surya,

sekitar enam di antaranya dengan
amat detail.

Tapi mereka bukan
planet kecil seperti bumi.

Mereka planet besar dan panas
yang mudah terlihat.

Kami belum siap,

kami belum punya teknologi tepat untuk
mempelajari planet luar surya yang kecil.

Tapi walaupun demikian,

saya ingin mencoba jelaskan bagaimana kami
mempelajari atmosfer planet luar surya

Bayangkan sebuah pelangi.

Dan jika kita dapat melihat
pelangi ini lebih dekat,

kita akan melihat bahwa
beberapa garis gelap hilang.

Dan ini adalah matahari kita,

cahaya putih matahari kita terpencar,

bukan oleh tetes hujan,
melainkan spektograf.

Dan Anda bisa lihat
semua garis vertikal gelap ini.

Beberapa sangat sempit, beberapa lebar,

beberapa berbayang di ujungnya.

Dan inilah sebenarnya bagaimana astronom
mempelajari obyek-obyek di langit,

selama seratus tahun terakhir.

Jadi di sini,
setiap atom dan molekul yang berbeda

punya garis spesifik

seperti sidik jari.

Dan begitulah kami mempelajari
atmosfer planet luar surya.

Dan saya takkan lupa ketika saya mulai

mempelajari atmosfer planet luar surya
20 tahun lalu,

banyak orang yang berkata,
"Ini takkan pernah terjadi.

Kita takkan bisa mempelajarinya.
Kenapa repot-repot?"

Dan itulah kenapa saya sangat senang bisa
memberitahu Anda bahwa studi atmosfer

sudah menjadi bidang tersendiri sekarang.

Ketika kita bicara tentang planet lain,
bumi yang lain,

di masa depan ketika kita bisa
mengamatinya,

jenis gas apa yang kita akan cari?

Anda tahu bahwa bumi kita punya oksigen
di atmosfernya

dengan volume sampai 20%.

Oksigen yang sangat banyak.

Tapi tanpa tetumbuhan dan kehidupan
fotosintesis,

takkan ada oksigen,

hampir tidak akan ada oksigen
di atmosfer kita.

Jadi oksigen ada karena kehidupan.

Dan karenanya, tujuan kita adalah untuk
mencari gas-gas di atmosfer planet lain,

gas yang tidak sepatutnya ada,

gas yang mungkin berkontribusi
pada kehidupan.

Tapi molekul mana yang harus kita cari?

Saya sudah menceritakan bahwa
planet luar surya sangat beragam.

Dan akan makin banyak variasi sampai

kita menemukan bumi lain.

Itu salah satu proyek utama saya saat ini.

Dan saya punya teori.

Yang mengingatkan saya
bahwa hampir setiap hari,

saya menerima satu atau banyak email

dari seseorang dengan teori gila
tentang fisika gravitasi

atau kosmologi atau semacamnya.

Jadi, tolong jangan kirimi saya email
tentang salah satu teori gila Anda.

(Tertawa)

Yah, saya punya teori gila saya sendiri.

Tapi, profesor MIT mau mengadu ke siapa?

Saya mengirim email ke pemenang Nobel
bidang Fisiologi atau Kedokteran

dan dia bilang, "Tentu,
Anda bisa datang dan bicara dengan saya."

Jadi saya membawa dua teman biokimia saya

dan kami datang untuk
bicara tentang teori gila kami.

Dan teori kami adalah bahwa kehidupan
menghasilkan semua molekul kecil,

banyak sekali molekul.

Semua molekul yang terpikir oleh saya,
dan saya bukan ahli kimia.

Pikirkan:

karbon dioksida, karbon monoksida,

molekul hidrogen, molekul nitrogen,

metana, metil klorida --

banyak sekali gas.

Mereka ada karena alasan lain,

tapi kehidupan bahkan menghasilkan ozon.

Jadi kami mendiskusikan ini,

dan dia membunuh teori itu dalam sekejap.

Dia menemukan contoh yang tidak ada.

Jadi, kami kembali ke titik awal

dan kami pikir kami menemukan sesuatu
yang sangat menarik di bidang lain.

Kembali ke planet luar surya,

intinya adalah kehidupan menghasilkan
beragam jenis gas,

ribuan jenis gas.

Jadi yang kami lakukan sekarang
adalah mencoba menemukan

jenis planet luar surya mana,

gas mana yang dapat
dihubungkan dengan kehidupan.

Jadi jika tiba waktunya kami menemukan gas

di atmosfer planet luar surya

yang kami tak tahu apakah dihasilkan

oleh alien cerdas atau oleh pohon,

atau makhluk rawa,

atau bahkan dari kehidupan mikroba
sel tunggal sederhana.

Jadi, mengerjakan model

dan memikirkan tentang biokimia,

adalah baik dan bagus.

Tapi tantangan besar di depan kami
adalah: bagaimana caranya?

Bagaimana kami akan menemukan planet ini?

Sebenarnya ada banyak cara
untuk menemukan planet,

beberapa cara yang berbeda.

Tapi fokus utama saya adalah
bagaimana kita bisa membuka jalan masuk

agar di masa depan

kita dapat menemukan ratusan bumi.

Kita punya kesempatan untuk
menemukan tanda kehidupan.

Dan saya baru saja menyelesaikan
proyek dua tahun yang saya pimpin

di fase istimewa

dari konsep yang kami namakan
Starshade (bayangan bintang).

Starshade adalah layar yang dibentuk
dengan sangat khusus

dan kami ingin menerbangkan Starshade
untuk menghalangi cahaya bintang

agar teleskop dapat melihat planet
secara langsung.

Ini adalah saya dengan dua anggota
tim kami

menggenggam satu bagian kecil Starshade.

Bentuknya seperti bunga raksasa,

dan ini adalah salah satu
kelopak prototipenya.

Konsepnya adalah Starshade dan teleskop
dapat diluncurkan bersamaan,

dengan kelopak terbentang
dari posisi tertutup.

Tiang penopang pusatnya akan memanjang,

dan kelopak bergerak ke posisinya.

Nah, ini harus dibuat dengan
presisi tingkat tinggi,

hingga pada ukuran mikron

dan milimeter.

Dan seluruh struktur ini harus terbang

puluhan ribu kilometer menjauhi teleskop.

Diameternya kira-kira puluhan meter.

Dan tujuannya untuk menghalangi cahaya
bintang dengani ketepatan luar biasa,

sehingga kita bisa melihat
planet secara langsung.

Dan bentuknya harus khusus,

karena fisika defraksi.

Ini proyek sungguhan yang kami kerjakan,

Anda takkan percaya betapa rumit
proyek ini.

Supaya Anda percaya ini bukan hanya
dalam format film,

inilah foto sungguhan balai uji peluncuran
Starshade generasi kedua di lab.

Dan pada foto ini,
saya ingin memberitahu Anda bahwa

tiang penopang pusatnya menggunakan

sisa peluncur radio besar
di ruang angkasa.

Jadi setelah semua kerja keras

memikirkankan segala macam gas
yang mungkin ada di sana,

dan kami membuat teleskop ruang angkasa
yang amat sangat rumit

yang mungkin ada di luar sana,

apa yang akan kami temukan?

Skenario terbaik adalah

kami akan menemukan bumi
luar surya yang lain.

Ini adalah bumi sebagai titik biru pucat.

Dan ini adalah foto bumi sungguhan

yang diambil pesawat ulang-alik Voyager 1,

dari jarak 6,4 milyar km.

Dan cahaya merah itu hanyalah
sebaran cahaya pada optik kamera.

Tapi yang sungguh hebat adalah

seandainya ada alien cerdas

yang tinggal di planet yang mengelilingi
bintang di dekat kita

dan mereka membuat
teleskop ruang angkasa rumit

seperti yang kita ingin buat,

dan yang dapat mereka lihat
hanyalah titik biru pucat,

setitik jarum cahaya.

Terkadang, ketika saya
berdiam untuk berpikir

tentang upaya profesional dan
ambisi besar saya,

sulit untuk memikirkannya

di tengah-tengah kebesaran alam semesta.

Meskipun demikian,
saya mengabdikan seluruh sisa hidup saya

untuk mencari bumi lain.

Dan saya dapat menjamin

bahwa pada generasi
teleskop ruang angkasa berikutnya,

pada generasi kedua,

kita akan memiliki kemampuan untuk
mencari dan mengidentifikasi bumi lain.

Dan kemampuan untuk
memisahkan cahaya bintang

supaya kita dapat mencari gas

dan mengkaji gas rumah kaca di atmosfer,

memperkirakan suhu permukaannya,

dan mencari tanda-tanda kehidupan.

Tapi ada lagi.

Dalam pencarian planet lain seperti bumi,

kami memetakan

bintang-bintang di sekitar kita
dan planet-planet yang mengitarinya,

termasuk yang mungkin tidak akan bisa
dihuni oleh manusia.

Dan jadi saya membayangkan
bahwa keturunan kita,

ratusan tahun dari sekarang,

akan melakukan perjalanan
antar bintang ke dunia yang lain.

Dan mereka akan melihat
ke belakang pada kita semua

sebagai generasi yang pertama kali
menemukan dunia yang seperti bumi.

Terima kasih.

(Tepuk tangan)

June Cohen: Saya persilakan untuk bertanya

Manajer Missi Rosetta, Fred Jansen.

Fred Jansen: Anda menyebutkan

bahwa teknologi untuk benar-benar
melihat spektrum

planet luar surya seperti bumi belum ada.

Kapan Anda mengharapkan ini akan ada,

dan apa yang dibutuhkan?

Sebenarnya, yang kami harapkan adalah yang
kami sebut

teleskop Hubble generasi lanjutan.

Dan ini disebut Teleskop
Ruang Angkasa James Webb,

dan akan diluncurkan tahun 2018,

dan itulah yang akan kami lakukan,

kami akan mencari planet yang istimewa
yang disebut planet luar surya fana,

dan itu akan menjadi percobaan pertama
dalam mempelajari planet kecil

untuk mencari gas yang bisa
mengindikasikan

planet tersebut dapat dihuni.

JC: Saya akan menanyakan
pertanyaan lanjutan juga,

pertanyaan umum.

Jadi, saya sangat terkejut akan
perjalanan karir Anda,

tantangan yang Anda hadapi,

ketika Anda mulai berpikir
tentang planet luar surya,

ada skeptisme ekstrim
di komunitas ilmiah akan keberadaannya,

dan Anda buktikan mereka salah.

Bagaimana Anda menghadapinya?

SS: Yah, ilmuwan memang

harusnya bersikap skeptis,

karena pekerjaan kami-lah untuk
memastikan yang dikatakan orang lain

masuk akal atau tidak.

Tapi seorang ilmuwan,

adalah seperti penjelajah,

saya rasa Anda sudah melihatnya
pada sesi ini.

Anda punya rasa ingin tahu yang
sangat besar,

sifat keras kepala,

keyakinan untuk terus maju

tak peduli yang dikatakan orang lain.

JC: Saya suka itu. Terima kasih, Sara.

(Tepuk tangan)