Di balik keraknya yang terang dan bersalju, bulan Jupiter, Europa, diyakini menyimpan samudra yang asin, menjadikannya sebagai dunia yang mungkin menjadi salah satu tempat yang paling layak di tata surya kita.
Namun, kehidupan seperti yang kita ketahui membutuhkan oksigen. Dan masih dipertanyakan apakah samudra Europa memiliki oksigen.
Sekarang, para astronom telah menemukan seberapa banyak molekul yang dibuat di permukaan bulan berlapis es ini, yang dapat menjadi sumber oksigen untuk air di bawahnya. Dengan menggunakan data dari misi Juno milik NASA, hasilnya, yang dipublikasikan pada hari Senin dalam jurnal Nature Astronomy, menunjukkan bahwa dunia beku ini menghasilkan lebih sedikit oksigen daripada yang beberapa astronom mungkin harapkan.
“Jumlahnya berada di ujung bawah dari apa yang kita harapkan,” kata Jamey Szalay, fisikawan plasma di Universitas Princeton yang memimpin penelitian ini. Namun, “hal itu tidak sepenuhnya menghalangi” untuk keberadaan kehidupan, tambahnya.
Di Bumi, fotosintesis tanaman, plankton, dan bakteri memompa oksigen ke atmosfer. Namun, proses ini berbeda di Europa. Partikel bermuatan dari luar angkasa menabrak kerak es bulan ini, memecah air beku menjadi molekul hidrogen dan oksigen.
“Kerak es ini ibarat paru-paru Europa,” kata Dr. Szalay. “Permukaan, yang sama dengan permukaan yang melindungi lautan di bawahnya dari radiasi berbahaya, pada dasarnya ‘bernafas’.”
Para astronom berspekulasi bahwa oksigen ini mungkin berpindah ke kedalaman air Europa. Jika benar, oksigen tersebut bisa bercampur dengan material vulkanik dari dasar laut, menciptakan “sup kimia yang mungkin berujung pada kehidupan,” kata Fran Bagenal, seorang ilmuwan planet di Universitas Colorado Boulder.
Pengorbit Juno, yang diluncurkan pada tahun 2011 untuk mengetahui apa yang ada di bawah awan tebal Jupiter, kini menjalani misi yang diperpanjang untuk menjelajahi cincin dan bulan planet tersebut. Di dalam wahana tersebut terdapat instrumen bernama JADE, singkatan dari Jovian Auroral Distributions Experiment. Tim Dr. Szalay mempelajari data yang dikumpulkan oleh JADE saat Juno terbang melalui plasma yang menyelimuti Europa.
Namun, tim tersebut tidak sedang mencari oksigen secara langsung; mereka sedang menghitung hidrogen. Karena molekul tersebut sangat ringan, semua hidrogen yang dihasilkan di permukaan Europa melayang tinggi ke atmosfer. Oksigen, yang lebih berat, lebih cenderung berada di tingkat yang lebih rendah atau tertahan dalam es.
“Jika kita mengukur hidrogen, kita bisa langsung mengetahui seberapa banyak oksigen yang dihasilkan,” kata Dr. Szalay.
Tim menemukan bahwa permukaan Europa menghasilkan sekitar 13 hingga 40 pon oksigen setiap detik. Itu setara dengan lebih dari 1.000 ton per hari, sekitar cukup untuk mengisi stadion sepak bola Dallas Cowboys 100 kali setiap tahun.
Meskipun penelitian sebelumnya melaporkan rentang yang bervariasi, hingga 2.245 pon per detik, hasil ini menunjukkan bahwa ujung atas dari rentang tersebut kemungkinan besar tidak tercapai. Namun menurut Dr. Bagenal, hal ini tidak harus merugikan potensi habitabilitas Europa.
“Kita sebenarnya tidak tahu seberapa banyak oksigen yang dibutuhkan untuk menciptakan kehidupan,” katanya. Jadi, fakta bahwa angkanya lebih rendah dari perkiraan sebelumnya yang lebih optimis bukanlah masalah besar.
Mempelajari atmosfer Europa adalah “puzzle yang penting dalam memahami bulan itu sebagai sebuah sistem,” kata Carl Schmidt, seorang ilmuwan planet di Universitas Boston yang tidak terlibat dalam penelitian ini.
Namun, temuan ini hanya mengonfirmasi jumlah oksigen yang lahir dalam es. Studi ini tidak mengungkap berapa banyak molekul yang hilang ke atmosfer, atau bagaimana cara oksigen itu menembus es untuk memperkaya lautan di bawahnya.
Dengan kata lain, kata Dr. Schmidt, “kita masih tidak tahu berapa banyak oksigen yang turun daripada naik.”
Juno tidak akan melakukan terbang mendekat lagi ke dunia air global ini, tetapi misi-misi generasi berikutnya yang ditujukan khusus untuk mempelajari Europa mungkin akan menemukan jawaban lebih banyak. Jupiter Icy Moons Explorer dari Badan Antariksa Eropa, yang diharapkan tiba di sistem Jovian pada tahun 2031, bertujuan untuk mengkonfirmasi keberadaan dan ukuran samudra Europa. Dan Europa Clipper milik NASA, yang dijadwalkan diluncurkan pada bulan Oktober, akan menyelidiki interaksi antara kerak es bulan dengan air di bawahnya.
Saat ini, para astronom harus bekerja keras dengan data dari Juno. Meskipun lintasan terbang hanya berlangsung beberapa menit, ini merupakan kali pertama komposisi plasma di dekat atmosfer Europa diukur secara langsung.
“Ini hanya bagian kecil dari gunung es,” kata Dr. Szalay. “Untuk bertahun-tahun lamanya, kita akan mengeksplorasi hanya satunya lintasan terbang ini untuk menemukan semua harta karun.”