MALUKU UTARA — Penelitian yang didanai NASA ini mematahkan asumsi lama yang hanya berfokus pada faktor internal Bumi seperti perubahan orbit dan gas rumah kaca. Kini, interaksi antara Matahari dan medium antarbintang menjadi variabel baru dalam memahami sejarah iklim planet kita.
Tim peneliti SHIELD (Solar Wind with Hydrogen Ion charge Exchange and Large-Scale Dynamics) yang dipimpin Merav Opher menemukan bahwa Matahari setidaknya tiga kali bertemu dengan hamparan gas dan debu sangat dingin dalam beberapa juta tahun terakhir. Pertemuan ini terjadi sekitar 2-3 juta tahun, 6-7 juta tahun, dan 13-14 juta tahun lalu.
Saat itu, tekanan gas antarbintang menekan heliosfer—gelembung pelindung yang terbentuk dari angin surya—hingga menyusut. Akibatnya, Bumi kehilangan perisai alaminya dan langsung terpapar lingkungan antarbintang yang keras.
Simulasi komputer yang dijalankan tim menunjukkan kecocokan dengan bukti geologis. Unsur-unsur debu antarbintang ditemukan dalam sampel inti sedimen laut dalam, salju Antartika, dan sampel Bulan pada rentang waktu yang sama. Ketika atmosfer terpapar awan hidrogen galaksi yang dingin dan padat, kandungan uap air meningkat dan dinamika atmosfer atas bergeser, mengubah kondisi di permukaan.
Publikasi di Annual Review of Astronomy and Astrophysics pada 21 Agustus ini membuka jalan untuk menjelaskan periode pendinginan ekstrem yang selama ini sulit dipahami. Pemodelan heliosfer kini menjadi alat untuk menelusuri kaitan antara aktivitas Matahari dan siklus zaman es di Bumi.
Lebih jauh, penelitian ini juga membantu ilmuwan mengidentifikasi sistem bintang lain yang berpotensi layak huni. Dengan memahami bagaimana interaksi bintang dengan lingkungannya memengaruhi planet, kita bisa menyaring kandidat planet yang benar-benar memiliki kondisi stabil untuk kehidupan.
Paradoks lain yang dipecahkan peneliti adalah bagaimana Bumi purba tidak membeku total. Sekitar tiga miliar tahun lalu, Matahari hanya memiliki 70 persen kecerahan dibanding sekarang. Dengan kondisi redup seperti itu, lautan seharusnya membeku seluruhnya.
Vladimir Airapetian dari Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA menemukan jawabannya lewat pengamatan bintang muda mirip Matahari yang rutin meletus dengan superflare. Lontaran partikel berenergi tinggi dari superflare ini memicu reaksi kimia di atmosfer Bumi purba yang justru menghasilkan pemanasan.
Simulasi yang dilakukan tim mencampurkan nitrogen molekuler, amonia, karbon dioksida, dan karbon monoksida, lalu menembakkannya dengan proton untuk meniru serangan partikel. Hasilnya, paparan proton memicu produksi nitrous oxide (N2O), gas rumah kaca yang 300 kali lebih kuat dari karbon dioksida. Hanya 10 persen dari gas ini yang bertahan dari radiasi ultraviolet Matahari, namun cukup untuk menghangatkan wilayah khatulistiwa hingga 5 derajat Celcius di atas titik beku.
Kondisi dingin namun tidak membeku ini justru mempercepat sintesis prebiotik, memungkinkan terbentuknya rantai asam amino kompleks yang menjadi fondasi kehidupan. Temuan ini dipublikasikan di Astrophysical Journal Letters.