Category: Detik.com Tekno

Jakarta –

Penemuan tentang bulan Saturnus, Titan, telah menantang apa yang dianggap para ilmuwan sebagai aturan dasar kimia.

Di sana, dalam suhu yang sangat dingin, beberapa molekul yang dianggap tidak kompatibel secara mendasar dapat bergabung membentuk padatan yang belum pernah terlihat sebelumnya di Tata Surya, menurut penelitian baru.

Materi asing ini, menurut tim yang dipimpin oleh ahli kimia Fernando Izquierdo-Ruiz dari Chalmers University of Technology di Swedia, kemungkinan besar melimpah di Titan.

“Ini adalah temuan yang sangat menarik yang dapat membantu kita memahami sesuatu dalam skala yang sangat besar, bulan Titan sebesar planet Merkurius,” kata ahli kimia lainnya dari Chalmers University of Technology, Martin Rahm, dikutip dari Science Alert.

Titan adalah sudut kecil yang menarik di Tata Surya. Danau-danau metana dan hidrokarbonnya mengandung senyawa kimia kompleks yang sangat mirip dengan senyawa kimia prebiotik yang dibutuhkan untuk memicu kehidupan. Hal ini bukan berarti kehidupan mungkin ada di sana, tetapi memberikan peluang untuk memahami kondisi-kondisi yang berpotensi memunculkan kehidupan.

Salah satu landasan khusus kimia prebiotik adalah hidrogen sianida, yang jika dalam kondisi tepat, membentuk senyawa yang dapat menjadi bahan penyusun kehidupan, seperti nukleobasa dan asam amino. Hidrogen sianida diketahui sangat melimpah di Titan.

Senyawa ini juga merupakan molekul yang sangat polar, memiliki distribusi elektron yang tidak merata sehingga menghasilkan muatan yang tidak seimbang. Umumnya, molekul polar dan non-polar seperti metana dan etana di Titan, cenderung saling tolak.

Energi yang dibutuhkan untuk menyatukan keduanya lebih besar daripada energi yang dibutuhkan untuk memisahkannya. Mekanisme inilah yang mencegah air (polar) bercampur dengan minyak (non-polar).

Investigasi para peneliti tentang kemungkinan perilaku hidrogen sianida di Titan dimulai dengan para ilmuwan di Jet Propulsion Laboratory NASA yang mencoba mencari tahu apa yang terjadi setelah molekul tersebut terbentuk di atmosfer Titan.

Mereka melakukan eksperimen pada suhu sekitar -180 derajat Celsius, yang konsisten dengan suhu permukaan Titan. Pada suhu dingin ekstrem ini, hidrogen sianida berbentuk kristal, sementara metana dan etana berbentuk cair.

Setelah percobaan dijalankan dan mereka menganalisis campuran yang dihasilkan, para peneliti NASA dapat mengetahui sesuatu telah berubah, tetapi tidak yakin apa itu, jadi mereka merekrut ahli kimia di Chalmers.

“Hal ini menghasilkan kolaborasi teoretis dan eksperimental yang menarik antara Chalmers dan NASA,” ujar Rahm.

“Pertanyaan yang kami ajukan agak gila, bisakah pengukuran ini dijelaskan oleh struktur kristal di mana metana atau etana dicampur dengan hidrogen sianida? Ini bertentangan dengan aturan kimia, ‘sejenis larut seperti’, yang pada dasarnya berarti bahwa seharusnya tidak mungkin untuk menggabungkan zat-zat polar dan non-polar ini,” urainya.

Pengaturan eksperimennya serupa, sebuah ruangan yang suhunya diturunkan hingga sekitar -180 derajat Celsius, tempat para peneliti menumbuhkan kristal hidrogen sianida. Ke dalam lingkungan ini, mereka memasukkan metana, etana, propana, dan butana, menggunakan spektroskopi Raman untuk merekam getaran molekul-molekul tersebut.

Mereka mencatat pergeseran kecil, namun jelas, dalam osilasi hidrogen sianida setelah paparan metana dan etana, yang menunjukkan bahwa zat-zat yang tidak kompatibel ini tidak hanya berada di samping satu sama lain, tetapi juga berinteraksi.

Arah pergeseran ini menunjukkan bahwa ikatan hidrogen dalam hidrogen sianida secara halus diperkuat, dibengkokkan, dan diregangkan oleh metana dan etana.

Selanjutnya, tim beralih ke pemodelan komputer untuk mengonfirmasi kecurigaan mereka, Metana dan etana telah menyelinap di antara celah dalam kisi kristal hidrogen sianida, bergabung membentuk struktur yang dikenal sebagai ko-kristal yang tetap stabil pada suhu seperti Titan.

Dalam kondisi seperti di Titan, para peneliti menyimpulkan, molekul tidak berguncang secara termal seperti yang terjadi pada suhu yang lebih tinggi, yang memungkinkan metana dan etana menembus hidrosianida, menunjukkan bagaimana molekul yang biasanya saling membenci dapat berinteraksi dan bergabung.

“Penemuan interaksi tak terduga antara zat-zat ini dapat memengaruhi cara kita memahami geologi Titan dan bentang alamnya yang aneh berupa danau, laut, dan bukit pasir,” kata Rahm.

Kita mungkin harus menunggu beberapa tahun sebelum signifikansi kimia aneh ini dapat dikonfirmasi, sayangnya, karena wahana Dragonfly diperkirakan tidak akan mendarat di bulan aneh Saturnus hingga tahun 2034.

“Sampai saat itu, struktur-struktur ini merupakan pengingat yang merendahkan hati tentang betapa mengejutkannya kimia fundamental,” tulis para peneliti .

Dalam penelitian selanjutnya, para peneliti berharap dapat menemukan zat nonpolar lain apa yang mungkin cocok dengan hidrogen sianida jika kondisinya tepat. Penelitian ini telah dipublikasikan dalam Proceedings of the National Academy of Sciences.

(rns/rns)