Apakah kita sendirian? Pencarian kehidupan di Mars dan tempat lain di tata surya

NASATemukan kehidupan MarsDidorong oleh kereta ketekunan, kemungkinan besar akan segera membuahkan hasil yang menjanjikan. Upaya sebelumnya, meskipun tidak secara definitif mendemonstrasikan kehidupan, telah menginformasikan teknik investigasi saat ini dan memperluas pemahaman kita tentang proses non-biologis yang dapat meniru kehidupan, memperkuat eksplorasi ruang layak huni di masa depan di seluruh tata surya, termasuk bulan es. Saturnus Dan Jupiter.

Sementara Mars tampaknya menjadi tempat terdekat yang menjanjikan untuk mencari kehidupan di luar Bumi, Planet Merah dengan keras kepala mempertahankan rahasianya. Terlepas dari penyelidikan selama beberapa dekade – dan bahkan dua temuan yang awalnya sensasional – belum ada tanda-tanda pasti kehidupan yang muncul.

Sekarang pencarian panjang itu mungkin akan membuahkan hasil. Penjelajah Ketekunan telah menjelajahi kawah Mars kuno, yang dipenuhi air, mencari bukti kehidupan lampau, menyimpan sampel batuan dan material permukaan dalam tabung logam untuk akhirnya kembali ke Bumi.

Dan penemuan-penemuan masa lalu yang menarik ini, meskipun sekarang dianggap gagal untuk membuktikan bahwa kehidupan berkembang di planet tetangga kita, dipandang sebagai landasan penting untuk penelitian berlapis-lapis yang sedang dilakukan saat ini.

“Misi sebelumnya telah membantu kita lebih memahami cara mencari kehidupan,” kata Lindsey Hayes, wakil ilmuwan program di Program Astrobiologi — yang mempelajari kemungkinan kehidupan di luar Bumi — di Markas Besar NASA di Washington, dan wakil ilmuwan utama untuk sampel Mars . Misi kembali.

Eksplorasi Mars yang mendalam juga akan berfungsi sebagai tempat pembuktian untuk penelitian yang lebih luas yang akan datang: memindai bulan-bulan yang tertutup es di tata surya luar untuk mencari tanda-tanda kehidupan di lautan luas yang tersembunyi di bawah permukaannya.

“NASA telah banyak berinvestasi dalam pencarian kehidupan di Mars, dan saya telah belajar banyak hal yang akan membantu kita ketika kita melihat tempat-tempat layak huni lainnya di tata surya — seperti bulan es yang mengorbit Saturnus dan Jupiter,” kata Marie Vojtek, direktur Program Astrobiologi NASA di kantor pusat Badan NASA di Washington.

Kawah Jezero di Mars ditampilkan dalam ilustrasi ini seperti yang terlihat miliaran tahun yang lalu, ketika itu adalah danau kawah dengan delta sungai. Sumber: NASA/JPL-Caltech/Lizbeth B. De La Torre

Mencari batu Mars

Untuk menemukan akar dari strategi pencarian kehidupan NASA di antara dunia tetangga kita, kita dapat melihat kembali ke tahun 1970-an: hari-hari Carl Sagan dan dua pendarat Vikingnya, yang membuat sejarah ketika mereka berdua mendarat di Mars pada tahun 1976.

Sagan, pembawa acara serial TV asli “Cosmos”, membantu merancang dan mengelola Viking 1 dan Viking 2, yang mengirimkan citra dan mengumpulkan data ilmiah dari permukaan Mars. Mereka juga melakukan eksperimen deteksi kehidupan, mengumpulkan sampel material permukaan Mars, yang disebut regolith, dan menambahkan nutrisi. Terlepas dari bukti konsumsi beberapa nutrisi, sebagian besar komunitas ilmiah telah menyimpulkan bahwa ini mungkin karena interaksi non-biologis, yang memicu kehebohan awal atas potensi penemuan kehidupan di Mars.

Momen besar kedua datang pada tahun 1996, ketika para ilmuwan NASA menerbitkan makalah yang menguraikan kemungkinan jejak kimia dari bentuk kehidupan di batuan Mars yang jatuh ke Bumi. Bahasa sehari-hari dikenal sebagai meteorit Allan Hills, atau dengan nomor resminya, ALH84001, itu dikumpulkan di Antartika lebih dari satu dekade lalu.

Sementara meteorit dari Mars telah jatuh ke Bumi secara teratur selama sejarah kedua planet – kemungkinan besar meluncur ke luar angkasa ketika benda besar seperti asteroid menghantam Planet Merah, dan akhirnya ditangkap oleh medan gravitasi Bumi – yang satu ini tampak istimewa. Itu mengandung jejak kimia yang mirip dengan yang ditinggalkan oleh mikroba Bumi. Beberapa gambar bahkan mengungkapkan fitur mikroskopis seperti bakteri. Sekali lagi, bagaimanapun, kegembiraan global untuk penemuan potensial telah direduksi menjadi ketidakpastian. Saat ini, sebagian besar ilmuwan yang telah mempelajari pertanyaan ini menganggap sumber non-biologis sebagai kemungkinan asal dari “bukti” jejak mikroba Mars sebelumnya di meteorit.

Kelompok peneliti yang menerbitkan makalah tersebut, dipimpin oleh ilmuwan NASA David S. McKay, “terkadang mengalami sedikit perubahan,” kata Andrew Steele, seorang peneliti di Carnegie Institution yang juga menyelidiki batuan Mars. “Dampak sebenarnya yang mereka berikan pada sains ini harus dirayakan, karena mereka mengambil risiko yang mereka lakukan. Itulah yang membuat kami dapat mengajukan rangkaian pertanyaan yang sangat penting berikutnya.”

Temuan tim mendorong penelitian lebih lanjut dan menyoroti realisasi baru: Banyak proses non-biologis dapat menghasilkan fitur yang realistis.

Sumber: NASA/JPL-Caltech/Lizbeth B. De La Torre

Karya Steele sendiri, misalnya, bertujuan untuk menetapkan tingkat latar belakang “kurangnya kehidupan” untuk lingkungan yang ditemukan di dunia lain, termasuk Mars. Hasil pendeteksian potensi kehidupan kemudian dapat diukur dengan latar belakang ini. Berdasarkan hasil kerja kelompok Mackay dan lainnya, Steele dan rekannya telah menemukan tiga proses kimiawi terpisah yang dapat menghasilkan unsur pembangun kehidupan di Mars — masing-masing membuat molekul organik tanpa adanya aktivitas biologis apa pun.

“Mars menarik,” katanya, “dan mungkin masih menunjukkan tanda-tanda kehidupan.” “Tapi itu juga mengajarkan kita bagaimana blok bangunan kehidupan bisa terbentuk.”

Dua upaya awal untuk menemukan kehidupan Mars juga mengarah pada penemuan kunci lainnya: Pencarian harus menyeluruh, bukan “mengambil dan pergi”, seperti yang dikatakan astrobiolog Hayes.

“Kedua interpretasi temuan itu terhambat oleh kurangnya konteks,” kata Hayes. “Dalam kasus orang Viking, ada kekurangan konteks dalam pengukuran yang akan mereka lakukan – dan apa yang bisa mereka ceritakan kepada kami tentang lingkungan tempat kami mengukur mereka. Dalam kasus Perbukitan Allan [the Martian meteorite]Tidak memiliki konteks tentang lingkungan dari mana batu-batu itu berasal.”

Pencarian kehidupan di Mars

Untuk memajukan penyelidikan, NASA pertama-tama memutuskan untuk tidak mengambil tujuan langsung untuk menemukan kehidupan itu sendiri. Alih-alih, penjelajah kembar Spirit and Opportunity melakukan survei mendetail terhadap lingkungan Mars, memastikan kondisi layak huni Mars awal sebagian melalui bukti geologi aliran air. Pengorbit Mars seperti Mars Reconnaissance Orbiter dan Mars Odyssey juga berperan, membantu memetakan medan dan menemukan lokasi pendaratan.

Penjelajah Mars Curiosity telah mendorong potensi kelayakhunian lebih jauh, menangkap bukti air berlimpah, molekul organik, dan lingkungan layak huni di masa lalu Mars yang jauh. Penjelajah melanjutkan operasinya hari ini di Kawah Gale, di mana ia masih dapat menemukan bukti aktivitas air di masa lalu.

NASA kembali ke bidang deteksi kehidupan dengan kedatangan penjelajah di Kawah Jezero pada Februari 2021. Dulunya merupakan danau lengkap dengan delta sungai, Jezero tampaknya merupakan tempat yang ideal untuk mencari tanda-tanda kehidupan dari masa lalu Mars yang jauh.

Tetapi tidak seperti pendarat Viking, Ketekunan dilengkapi dengan serangkaian alat untuk memindai bebatuan Mars untuk mencari tanda-tanda kehidupan kuno dan menjelajahi konteks lingkungannya.

Juga tidak seperti Viking, penemu bisa bergerak. Ketekunan menargetkan formasi batuan yang menarik dari kejauhan—dengan bantuan navigator helikopter, Kreativitas—lalu berkendara ke sana untuk melihat lebih dekat.

Ini juga berarti bahwa kegigihan, yang menyimpan sampel dalam cache yang akan dikembalikan ke Bumi nanti, memiliki keunggulan dibandingkan penyelidikan sebelumnya yang tidak memiliki konteks untuk apa yang mereka temukan. “Penjelajah yang ditunjuk dengan baik ini mendapatkan semua konteks itu karena ia melakukan semua pengukuran hebat itu,” kata Hayes.

Tempat potensial lainnya di masa depan untuk mencari tanda-tanda kehidupan termasuk situs di mana air bawah tanah terkumpul di Mars purba, yang pernah membentuk sistem danau bawah tanah.

Pencarian kehidupan di tempat lain di tata surya

Sedikit yang diketahui tentang lautan dalam yang tertutup es di bulan-bulan terluar tata surya, seperti bulan Jupiter Europa, Enceladus, dan Titan Saturnus. Tapi satu hal sudah jelas: mereka akan memberikan kondisi yang sangat berbeda untuk kehidupan potensial dari Mars.

Namun, lingkungan perairan tanpa matahari ini mungkin mengandung bahan organik yang diketahui dan bahan kimia terkait, dan bahkan sumber panas—panas internal bulan, yang mungkin keluar melalui ventilasi di dasar samudra. Ini adalah salah satu cara kehidupan mungkin dimulai di Bumi.

Selama misi 13 tahun yang berakhir pada 2017, NASA Cassini Pesawat ruang angkasa itu mendeteksi semburan air asin dan partikel organik yang dimuntahkan dari retakan yang dikenal sebagai “garis harimau” di Enceladus – kemungkinan dari lautan bawah tanah bulan, menunjukkan kemungkinan lingkungan yang layak huni.

Europa mungkin memiliki semburan serupa: data dari pesawat ruang angkasa Galileo NASA dan teleskop Hubble, serta teleskop berbasis darat, telah menunjukkan keberadaannya. Pesawat ruang angkasa Europa Clipper NASA, yang sekarang sedang dirakit untuk peluncuran potensial pada Oktober 2024, akan membawa sensor yang mampu menganalisis gumpalan materi apa pun yang mungkin ditemuinya dalam serangkaian terbang lintas di atas bulan yang tertutup es.

Dan sementara Titan Saturnus terkenal karena atmosfer hidrokarbonnya yang tebal dan danau etana dan metana, kemungkinan besar itu juga merupakan dunia samudra — seperti yang lainnya, menyembunyikan samudra dalam berisi air cair di bawah kerak es. Jika bagian dalam Bumi entah bagaimana menyentuh permukaan – sekarang atau di masa lalu – bukti molekul atau bahan kimia yang menunjukkan kemungkinan adanya kehidupan dapat ditemukan di sana. Misi Capung NASA, sebuah pesawat helikopter, akan mencari bukti semacam itu pada misi yang direncanakan pada pertengahan 2030-an.

Meskipun lingkungan Mars dan bulan terluar sangat berbeda, prinsip pencarian kehidupan tetap sama.

“Apa yang telah kita pelajari tentang kehidupan di Bumi adalah selama ada beberapa hal mendasar seperti nutrisi, air, dan energi, kita akan menemukan kehidupan,” kata Vojtek. Kami percaya bahwa banyak lingkungan dalam tata surya memenuhi persyaratan ini. Tapi belum dieksplorasi.”

Mencari kehidupan