Samudra Magma Tersembunyi: Perisai Gaib Pelindung Planet dari Radiasi Mematikan

Peneliti menemukan samudra magma dalam super-Earth berpotensi menghasilkan medan magnet kuat yang melindungi planet dari radiasi kosmik berbahaya.

Ilustrasi: University of Rochester Laboratory for Laser Energetics / Michael Franchot

Ringkasan

• Penelitian menunjukkan samudra magma tersembunyi di dalam super-Earth dapat menghasilkan medan magnet kuat yang melindungi planet dari radiasi berbahaya.
• Mekanisme ini menawarkan alternatif pembangkit medan magnet selain inti besi cair seperti di Bumi.
• Temuan ini memperluas peluang planet layak huni di luar Tata Surya.

JAUH di bawah permukaan planet-planet asing yang dikenal sebagai super-Earth, samudra batuan cair diduga sedang melakukan sesuatu yang luar biasa.

Samudra itu 'menghasilkan medan magnet' yang cukup kuat untuk melindungi seluruh planet dari radiasi kosmik dan partikel berenergi tinggi yang berbahaya. 

Temuan ini membuka perspektif baru tentang bagaimana planet berbatu besar dapat mempertahankan kondisi yang ramah bagi kehidupan.

Selama ini, pengertian umum tentang medan magnet planet bertumpu pada contoh Bumi. 

Medan magnet Bumi berasal dari pergerakan besi cair di inti luar planet, sebuah proses yang disebut 'dinamo'. Namun, tidak semua planet berbatu memiliki kondisi fisik yang sama. 

Planet-planet besar seperti super-Earth, yang massanya beberapa kali Bumi, diperkirakan memiliki inti yang sepenuhnya padat atau sepenuhnya cair, sehingga 'tidak mampu membangkitkan medan magnet dengan cara yang sama' seperti Bumi.

Dalam makalah yang diterbitkan di jurnal Nature Astronomy, tim peneliti dari University of Rochester, termasuk Miki Nakajima, mengusulkan sumber alternatif medan magnet tersebut.

Mereka menyebutnya, basal magma ocean (BMO), yakni lapisan magma cair yang berada jauh di dasar mantel planet. 

Menurut para peneliti, lapisan ini berpotensi memainkan peran penting dalam melindungi planet-planet besar di luar Tata Surya.

“Medan magnet yang kuat sangat penting bagi kehidupan di sebuah planet,” kata Nakajima.

“Namun sebagian besar planet kebumian di Tata Surya, seperti Venus dan Mars, tidak memilikinya karena inti mereka tidak berada dalam kondisi fisik yang tepat. 

"Super-Earth justru bisa menghasilkan dinamo di inti dan/atau magmanya, yang berpotensi meningkatkan kelayakhuniannya.”

Super-Earth adalah planet yang lebih besar dari Bumi tetapi lebih kecil dari raksasa es seperti Neptunus. 

Planet-planet ini diyakini sebagian besar berbatu dan memiliki permukaan padat, bukan diselimuti lapisan gas tebal seperti Jupiter atau Saturnus. 

Meski namanya mengesankan kemiripan dengan Bumi, istilah “super-Earth” hanya merujuk pada ukuran dan massa, bukan pada kesamaan kondisi lingkungan.

Menariknya, super-Earth merupakan jenis eksoplanet paling umum yang terdeteksi di galaksi kita, tetapi tidak ada satu pun di Tata Surya. 

Banyak di antaranya berada di zona laik huni bintang induknya, wilayah di mana air cair dapat bertahan. Karena itu, super-Earth menjadi target penting dalam pencarian kehidupan di luar Bumi.

Para ilmuwan meyakini bahwa tak lama setelah terbentuk, Bumi juga pernah memiliki 'samudra magma basal'. Lapisan ini memengaruhi evolusi termal, kimia, dan magnetik planet. 

Karena super-Earth berukuran lebih besar dan mengalami tekanan internal jauh lebih tinggi, BMO di planet-planet ini diperkirakan jauh lebih stabil dan bertahan lama, bahkan hingga miliaran tahun.

Untuk menguji hipotesis tersebut, Nakajima dan koleganya melakukan eksperimen laser shock di Laboratory for Laser Energetics, University of Rochester. 

Eksperimen ini dikombinasikan dengan simulasi mekanika kuantum dan model evolusi planet guna mereplikasi tekanan ekstrem di dalam super-Earth. 

Fokus mereka adalah mempelajari sifat listrik batuan cair pada kondisi seperti di BMO.

Hasilnya mengejutkan. Di bawah tekanan yang sangat tinggi, batuan cair di mantel dalam ternyata menjadi cukup konduktif secara listrik untuk menopang dinamo magnetik yang kuat selama miliaran tahun. 

Artinya, pada super-Earth dengan ukuran tiga hingga enam kali Bumi, pergerakan magma cair dapat menghasilkan medan magnet yang bahkan lebih kuat dan lebih tahan lama dibandingkan medan magnet Bumi.

Temuan ini berpotensi mengubah cara ilmuwan menilai kelayakhunian eksoplanet. Selama ini, keberadaan medan magnet sering dianggap bergantung pada inti besi cair seperti di Bumi. 

Kini, BMO menawarkan jalur alternatif, memperluas jumlah planet yang mungkin terlindung dari radiasi bintang dan kosmik, faktor penting bagi stabilitas atmosfer dan potensi kehidupan.

“Penelitian ini menantang sekaligus menarik,” ujar Nakajima. “Saya tak sabar menunggu observasi medan magnet eksoplanet di masa depan untuk menguji hipotesis kami.”

Jika terbukti secara observasional, samudra magma tersembunyi bisa menjadi perisai tak terlihat yang membuat banyak dunia asing jauh lebih ramah bagi kehidupan daripada yang sebelumnya diduga.

Disadur dari Tech Xplore - Hidden magma oceans could shield rocky exoplanets from harmful radiation.