Ostatnie doniesienia z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) wykrywającego oznaki życia na odległej planecie poza Układem Słonecznym są niestety nieco przedwczesne. Takie wnioski płyną z badań przeprowadzonych przez naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside (UCR).
Choć zapewne rozczaruje to każdego z nas, spragnionych potwierdzenia istnienia życia pozaziemskiego, nie oznacza to, że JWST nie odnajdzie w przyszłości śladów życia w atmosferze planety pozasłonecznej czy „egzoplanety”.
Niedawne emocje związane z potencjalnym wykryciem oznak życia na egzoplanecie rozpoczęły się w 2023 r., kiedy JWST wykrył potencjalne elementy „biosygnatury” w atmosferze egzoplanety K2-18 b, super-Ziemi znajdującej się około 120 lat świetlnych od Ziemi.
Chociaż wiele egzoplanet ma charakter ekstremalny, gwałtowny lub co najmniej „obcy” – niezależnie od tego, czy są niszczone przez intensywne promieniowanie swoich gwiazd, nie mają stałej powierzchni, czy też są zamrożonymi reliktami na krawędziach swoich układów – K2-18 b jest kuszącą cel w poszukiwaniu życia, ponieważ jest dość podobny do naszej planety.
Powiązany: Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba przewiduje chmury stopionej skały na tej niezwykle gorącej egzoplanecie
Morski świat przypominający Ziemię
K2-18 b ma od dwóch do trzech razy szerokość Ziemi i jest 8,6 razy większa od masy naszej planety. Znajduje się również w ekosferze swojej gwiazdy, czyli w regionie, który nie jest ani zbyt gorący, ani zbyt zimny, aby utrzymać wodę w stanie ciekłym. Teoretyzuje się zatem, że egzoplaneta jest oceanem, czyli światem „hycean”, wypełnionym ciekłą wodą – niezbędnym składnikiem życia, jakie znamy. Jednak w przeciwieństwie do Ziemi atmosfera tej egzoplanety wydaje się składać głównie z wodoru, a nie azotu.
„Ta planeta otrzymuje prawie taką samą ilość promieniowania słonecznego jak Ziemia. A jeśli pominiemy atmosferę, K2-18 b ma temperaturę bliską Ziemi, co jest również idealną sytuacją do znalezienia życia” – zespół członek i naukowiec projektu UCR Shang – Min Tsai powiedział w oświadczeniu.
Najważniejszą rzeczą w badaniach K2-18 bi 2023, przeprowadzonych przez naukowców z Uniwersytetu w Cambridge przy użyciu Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, było odkrycie dwutlenku węgla i metanu. W cząsteczkach tych nie było śladu amoniaku, co wskazuje, że rzeczywiście musi to być świat hicean z rozległym oceanem w atmosferze bogatej w wodór. Ale była też wskazówka czegoś innego – czegoś bardzo ekscytującego.
„Wisienką na torcie w poszukiwaniu życia jest to, że w zeszłym roku badacze zgłosili wstępne wykrycie siarczku dimetylu, czyli DMS, w atmosferze planety, produkowanego przez fitoplankton morski na Ziemi”. Powiedział Tsai. Oznacza to, że jeśli DMS gromadzi się do wykrywalnych poziomów, na K2-18 b musi znajdować się coś, być może forma życia, która produkuje go w tempie 20 razy większym niż na Ziemi.
Jest wisienka na torcie, ale czy możemy ją zjeść?
Ponieważ wykrycie DMS nie było jednoznaczne, nawet kierownik zespołu badawczego, badacz z Uniwersytetu Cambridge Nikku Madhusudhan, nalegał na ostrożność w przypadku wykrycia DMS. Powiedział, że potrzebne będą przyszłe obserwacje JWST, aby potwierdzić jego obecność w atmosferze K2-18 b — ale nie wszyscy otrzymali notatkę.
Jednak niejasny charakter wykrycia DMS również skłonił zespół UCR do podjęcia dalszych działań w związku z wykryciem.
„Sygnał DMS z JWST nie był zbyt silny i pojawiał się tylko w określony sposób podczas analizy danych” – powiedział Tsai. „Chcieliśmy wiedzieć, czy możemy być pewni czegoś, co wydawało się wskazówką dotyczącą DMS”.
Drugi zespół odkrył, korzystając z modeli komputerowych uwzględniających atmosfery oparte na wodorze oraz fizykę i chemię DMS, że oryginalne dane prawdopodobnie nie wskazywały na wykrycie DMS. „Sygnał w dużym stopniu pokrywa się z metanem i uważamy, że wyodrębnienie DMS z metanu przekracza możliwości tego instrumentu” – powiedział Tsai.
Oznacza to, że JWST będzie musiał patrzeć na świat za pomocą instrumentów innych niż NIRISS (ang. Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) i NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), które zostały użyte do przeprowadzenia wstępnego badania, które wykryło ślady DMS. Na szczęście zespół Madhusudhana w dalszym ciągu obserwuje K2-18 b za pomocą innego głównego instrumentu JWST, MIRI (instrumentu średniej podczerwieni), w miarę jak naukowcy gromadzą więcej informacji o warunkach środowiskowych na egzoplanecie.
„Najlepsze biosygnatury na egzoplanecie mogą znacznie różnić się od tych, które obecnie uważamy za najbardziej rozpowszechnione na Ziemi” – powiedział lider zespołu i astrobiolog z UCR Eddie Schwieterman. „Na planecie z atmosferą bogatą w wodór istnieje większe prawdopodobieństwo, że znajdziemy DMS wytwarzany przez życie zamiast tlenu wytwarzanego przez rośliny i bakterie, tak jak to ma miejsce na Ziemi”.
Czy to małe rozczarowanie jest porażką dla naukowców poszukujących w kosmosie oznak życia? Nie ma szans — ani nie przyćmiewa to znaczenia wstępnego badania jako kroku naprzód w naszym zrozumieniu światów Hycean, jednych z najbardziej obiecujących celów tych poszukiwań.
„Dlaczego wciąż badamy kosmos w poszukiwaniu oznak życia?” – zapytała retorycznie Tsai. „Wyobraźcie sobie, że nocą biwakujecie w Joshua Tree i coś słyszycie. Waszym instynktem jest zaświecić światłem, żeby zobaczyć, co się tam dzieje. My właśnie tak robimy”.
Nowe badanie omawiające te ustalenia zostało opublikowane 2 maja w czasopiśmie „ Listy z dziennika astrofizycznego .
