Para astronom telah mendeteksi gas fosfin yang mudah meledak dan sangat beracun (PH3), di atmosfer katai coklat purba (Wolf 1130C) yang terletak 54 tahun cahaya dari Matahari di konstelasi Cygnus. Fosfin telah lama dikenal sebagai kemungkinan tanda biologis kehidupan anaerobik, mengingat hanya terdapat sedikit sumber alami di atmosfer planet terestrial.
Fosfin terbentuk ketika fosfor – salah satu dari enam elemen kunci yang diperlukan untuk kehidupan di Bumi – bergabung dengan hidrogen. Di Bumi, fosfin adalah produk sampingan dari pembusukan bahan rawa organik, selain itu juga ditemukan di atmosfer Jupiter dan Saturnus.
Namun kelangkaan relatifnya di atmosfer katai coklat lainnya masih membingungkan.
Tim peneliti di balik penemuan fosfin-Wolf 1130C, dipimpin oleh Profesor Astronomi dan Astrofisika Universitas California San Diego Adam Burgasser, melaporkan temuan penting mereka hari ini di jurnal internasional terkemuka Science.
Fosfin terdeteksi di atmosfer Wolf 1130C menggunakan pengamatan yang diperoleh dengan James Webb Space Telescope (JWST), teleskop pertama yang memiliki kepekaan untuk melihat objek langit tersebut secara detail. Namun misterinya bukanlah mengapa fosfin ditemukan, namun mengapa fosfin hilang di atmosfer katai coklat dan planet ekstrasurya raksasa gas lainnya.
“Sebelum JWST, fosfin diperkirakan berlimpah di atmosfer planet ekstrasurya dan katai coklat, mengikuti prediksi teoretis berdasarkan pencampuran turbulen yang kita tahu ada di sumber-sumber ini,” kata rekan penulis Sam Beiler, yang baru saja lulus dan sekarang menjadi sarjana pascadoktoral di Sekolah Fisika Trinity di mana ia bergabung dengan kelompok yang dipimpin oleh Prof. Johanna Vos.
Beiler, yang memimpin penelitian sebelumnya mempelajari kekurangan fosfin pada katai coklat, menambahkan: “Setiap observasi yang kami peroleh dengan JWST menantang prediksi teoretis. Hingga kami mengamati Wolf 1130C.”
Tidak seperti katai coklat lainnya, tim dengan mudah melihat fosfin dalam data spektral inframerah Wolf 1130C milik JWST. Meskipun para peneliti senang dengan penemuan mereka, hal ini menimbulkan pertanyaan: mengapa yang satu ini adalah katai coklat, dan bukan yang lain? Salah satu kemungkinannya adalah rendahnya kelimpahan logam – pada dasarnya semua unsur selain hidrogen dan helium – di atmosfer Wolf 1130C, yang dapat mengubah sifat kimia yang mendasarinya.
“Bisa jadi dalam kondisi normal fosfor terikat pada molekul lain seperti fosfor trioksida,” jelas Beiler. “Dalam atmosfer Wolf 1130C yang kekurangan logam, tidak terdapat cukup oksigen untuk menyerap fosfor, sehingga memungkinkan fosfin terbentuk dari hidrogen yang berlimpah.”
Memahami mengapa katai coklat ini menunjukkan tanda fosfin yang jelas dapat membuka wawasan baru tentang sintesis fosfor di Bima Sakti dan sifat kimianya di atmosfer planet. Prof Burgasser menjelaskan: “Memahami kimia fosfin di atmosfer katai coklat di mana kita tidak mengharapkan adanya kehidupan sangatlah penting jika kita berharap dapat menggunakan molekul ini dalam mencari kehidupan di dunia terestrial di luar tata surya kita.”
Gambar: Skema sistem rangkap tiga Wolf 1130ABC, terdiri dari bintang katai merah Wolf 1130A, bintang katai putih terdekat dan kompak Wolf 1130B, dan katai coklat jauh tersier Wolf 1130C. Ketiga komponen sistem ini diskalakan berdasarkan ukuran relatifnya. Kredit gambar: Adam Burgasser.
