9 hours ago
5
Penelitian dari UCL dan Cambridge mengungkap bahwa es luar angkasa tidak sepenuhnya amorfa, melainkan mengandung hingga 25% kristal.(NASA)
SELAMA ini, para ilmuwan mengira es yang terbentuk di luar angkasa memiliki struktur yang sepenuhnya amorfa—tidak beraturan dan tanpa pola kristal seperti es di Bumi. Namun, riset terbaru dari tim peneliti University College London (UCL) dan University of Cambridge mengungkap es luar angkasa ternyata bisa memiliki struktur kristal, meski dalam jumlah terbatas.
"Untuk pertama kalinya, kita punya gambaran yang jelas tentang bagaimana bentuk es paling umum di alam semesta pada level atom," ujar Michael B. Davis, peneliti utama dari UCL dan Cambridge.
Es di Bumi vs Es di Luar Angkasa
Di Bumi, suhu yang relatif hangat memungkinkan molekul air membentuk struktur kristal yang teratur—itulah mengapa serpihan salju memiliki pola indah yang khas. Namun di ruang angkasa, suhu bisa mencapai –100 hingga –200 derajat Celsius, dan selama ini diyakini bahwa es yang terbentuk dalam kondisi ekstrem itu bersifat amorfa, tanpa pola atau susunan molekul yang rapi.
Contohnya, uap air dari bulan Enceladus milik Saturnus yang menyembur ke angkasa lalu membeku dan jatuh kembali sebagai salju. Menurut teori lama, salju ini tidak akan memiliki struktur kristal seperti salju di Bumi. Tapi hasil studi baru menunjukkan bahwa hingga 25% dari es amorfa itu ternyata bisa mengandung kristal kecil.
Simulasi dan Bukti Eksperimen
Tim Davis menggunakan simulasi komputer untuk membekukan air dalam dua skenario berbeda:
Simulasi pertama mendinginkan air secara bertahap, menghasilkan es yang mengandung hingga 20% kristal berukuran hanya 3 nanometer.
Simulasi kedua memulai dengan struktur es yang teratur, lalu mengacak molekulnya, dan hasilnya mengandung hingga 25% kristal.
Temuan ini kemudian diuji lewat eksperimen nyata dengan difraksi sinar-X, dan hasilnya konsisten dengan simulasi. Tim juga berhasil “merekrutalisasi” es amorfa tersebut dan menemukan bahwa bentuk kristal akhir tergantung pada bagaimana es amorfa itu dibentuk—menandakan adanya jejak kristal yang tersisa sejak awal.
Dampak terhadap Penjelajahan dan Asal Usul Kehidupan
Menurut Davis, pemahaman tentang struktur es sangat penting dalam konteks kosmologi, termasuk pembentukan planet, evolusi galaksi, hingga bagaimana materi berpindah di alam semesta. Selain itu, es bisa menjadi material fungsional di luar angkasa, seperti pelindung radiasi atau sumber bahan bakar dari hidrogen dan oksigen.
Penemuan ini juga membawa implikasi pada teori asal usul kehidupan di Bumi, yang menyatakan bahwa bahan organik mungkin dibawa oleh debu es dari luar angkasa. Namun, jika es tersebut sebagian besar kristalin, maka ruang bagi molekul-molekul organik untuk terjebak di dalamnya menjadi lebih sedikit.
“Struktur yang sebagian kristalin menyisakan lebih sedikit ruang untuk menyimpan bahan penyusun kehidupan,” jelas Davis. “Namun, masih ada bagian amorfa dalam es yang bisa berperan sebagai tempat penyimpanan molekul tersebut.” (Space/Z-2)
