Międzynarodowy zespół naukowców, korzystając z najnowszych danych z Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba, odkrył na planecie K2-18b, oddalonej o 124 lata świetlne od Ziemi, ślady związków chemicznych, które na naszej planecie są produkowane wyłącznie przez organizmy żywe. Czy to możliwe, że w konstelacji Lwa kryje się życie pozaziemskie? Choć wyniki są obiecujące, badacze apelują o ostrożność, podkreślając, że przed nami jeszcze długa droga do potwierdzenia tych rewelacji.
Międzynarodowy zespół naukowców, korzystający z danych z Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba (JWST) opublikował na łamach czasopisma "The Astrophysical Journal Letters" intrygujące wyniki obserwacji atmosfery pozasłonecznej planety K2-18b, znajdującej się 124 lata świetlne od Ziemi, w konstelacji Lwa. Wykryto tam ślady dwóch substancji, dimetylosulfidu (DMS) i/lub dimetylodisulfidu (DMDS), które na Ziemi produkowane są tylko przez życie, głównie życie mikrobiologiczne, takie jak fitoplankton morski. To najbardziej obiecujące do tej pory oznaki możliwych procesów biologicznych poza naszą planetą, choć autorzy publikacji sugerują daleko idącą ostrożność w ich interpretacji.
Wcześniejsze obserwacje atmosfery K2-18b - która jest 2,6 razy większa i 8,6 razy masywniejsza od Ziemi i krąży w tzw. strefie zamieszkiwalnej wokół swojego czerwonego karła - wskazywały na obecność metanu i dwutlenku węgla. To były zresztą pierwsze obserwacje cząsteczek zawierających węgiel w atmosferze egzoplanety w strefie nadającej się do zamieszkania. Jednak inny, słabszy sygnał sugerował możliwość, że na K2-18b dzieje się coś jeszcze.
Nie wiedzieliśmy na pewno, czy sygnał, który widzieliśmy ostatnim razem, był związany z obecnością DMS, ale sama możliwość była na tyle ekscytująca, że postanowiliśmy ponownie przyjrzeć się tej planecie z pomocą innego instrumentu JWST - mówi prof. Nikku Madhusudhan z Instytutu Astronomii Uniwersytetu w Cambridge, który kierował badaniami.
Aby określić skład chemiczny atmosfer odległych planet, astronomowie badają promieniowanie ich gwiazdy macierzystej, gdy planeta przechodzi przed tą gwiazdą widzianą z Ziemi. Analiza widma absorpcyjnego pozwala znaleźć ślady konkretnych związków chemicznych. Wcześniejsze, niepewne wnioski dotyczące obecności DMS wyciągnieto na podstawie danych zebranych przy pomocy instrumentów NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) i NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), które razem obejmują zakres fal bliskiej podczerwieni (0,8-5 mikronów). Nowa, niezależna obserwacja wykorzystała instrument MIRI (Mid-Infrared Instrument) w zakresie fal średniej podczerwieni (6-12 mikronów).
To jest niezależna linia dowodowa, używająca innego instrumentu niż wcześniej i innego zakresu fal świetlnych, gdzie nie ma nakładania się z wcześniejszymi obserwacjami - podkreśla Madhusudhan i dodaje, że sygnał był silny i wyraźny. Fakt, że wyniki pozostawały spójne i potwierdziły się w niezależnych analizach był niesamowity - dodaje współautor pracy, Måns Holmberg ze Space Telescope Science Institute w Baltimore w USA.
Dimetylosulfid (DMS) i dimetylodisulfid (DMDS) to cząsteczki z tej samej rodziny chemicznej. Obie uznaje się za możliwe biosygnatury, czyli związki chemiczne, których obecność w atmosferze planety może wskazywać na występowanie na jej powierzchni mikrobiologicznego życia. Obie cząsteczki mają w obserwowanym zakresie fal nakładające się cechy widmowe, choć dalsze obserwacje powinny pomóc je odróżnić.
Dotychczasowe obserwacje pozwoliły na osiągnięcie poziomu statystycznej istotności "trzy sigma" - co oznacza, że istnieje 0,3 proc. prawdopodobieństwa, że wystąpiły przypadkowo. Aby osiągnąć akceptowany dla odkrycia naukowego poziom pewności, obserwacje musiałyby przekroczyć próg "pięciu sigma", co oznaczałoby, że prawdopodobieństwo, iż wystąpiły przypadkowo, spadłoby poniżej 0,00006 proc. Badacze twierdzą, że potrzebują do osiągnięcia tego poziomu od 16 do 24 godzin czasu obserwacji z JWST.
Autorzy pracy podkreślają, że stężenia DMS i DMDS w atmosferze K2-18b są bardzo różne od tych na Ziemi, gdzie zazwyczaj są poniżej jednego części na miliard objętości. Na K2-18b szacuje się, że są one tysiące razy silniejsze - ponad dziesięć części na milion.
Wcześniejsze prace teoretyczne przewidywały, że wysokie poziomy gazów siarkowych, takich jak DMS i DMDS, są możliwe na tak zwanych planetach hiaceańskich - mówi Madhusudhan. To co teraz zaobserwowano jest zgodne z tymi przewidywaniami - podkreśla. Planety hiaceańskie to hipotetyczny rodzaj planet pozasłonecznych, na których wodny ocean znajduje się pod bogatą w wodór atmosferą. Biorąc pod uwagę wszystko, co wiemy o tej planecie, świat hiaceański z oceanem pełnym życia to scenariusz, który najlepiej pasuje do posiadanych danych - dodaje Madhusudhan.
Madhusudhan przyznaje, że choć wyniki są ekscytujące, przed stwierdzeniem, że znależliśmy oznaki życia poza Ziemią, trzeba jeszcze uzyskać więcej danych. Nie można wykluczyć, że istnieją wcześniej nieznane procesy chemiczne, które działają na K2-18b i które mogą wyjaśniać obecność obu związków. Autorzy pracy planują przeprowadzenie dalszych prac teoretycznych i badań eksperymentalnych, by ustalić, czy DMS i DMDS mogą być produkowane w takiej ilości w procesach, które nie mają podłoża biologicznego.
Obserwacja śladów tych cząsteczek zmusza do postawienia głębokich pytań dotyczących procesów, w których mogą być wytwarzane - mówi współautor pracy, Subhajit Sarkar z University of Cardiff. Nasza praca jest punktem wyjścia do dalszych badań, które są konieczne, by potwierdzić i zrozumieć konsekwencje tych ekscytujących odkryć - dodaje Savvas Constantinou, z Instytutu Astronomii Uniwersytetu w Cambridge. Ważne jest, abyśmy byli głęboko sceptyczni wobec naszych własnych wyników, ponieważ tylko poprzez testowanie i ponowne testowanie będziemy w stanie osiągnąć punkt, w którym będziemy ich pewni - podkreśla Madhusudhan. Tak musi działać nauka.
