Поиски жизни на инопланетных планетах привели к самому захватывающему открытию — планете всего в 124 световых годах от Земли, которая демонстрирует все признаки наличия жизни. Переводя галактические термины в геоцентрическую перспективу, эта планета находится буквально через дорогу от нас, и собранные оттуда данные говорят о том, что она, вероятно, «кишит жизнью», по крайней мере, часть которой может быть высокоразумной. Кажется, что большая часть поверхности этой далекой планеты покрыта океаном, как и Земля, что предполагает возможность параллельных историй эволюции.
На данный момент этой уникальной экзопланете присвоено совершенно неромантичное название K2-18b, которое, вероятно, не соответствует тому, как называют ее ее обитатели (конечно, если они существуют).
Используя данные, собранные космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST), группа астрономов, ответственных за это открытие, во главе с исследователями из Кембриджского университета, идентифицировала огромные количества химических веществ, которые производятся только живыми организмами на Земле в атмосфере K2 – 18b. В частности, они идентифицировали химические отпечатки диметилсульфида (DMS) и диметилдисульфида (DMDS), молекул, которые в основном производятся микробной жизнью, такой как морской фитопланктон.
Данные, полученные от K2 – 18b, являются «самым сильным намеком» на биологическую активность за пределами нашей солнечной системы, и эксперты приветствуют это открытие как «огромный, преобразующий момент». А тот факт, что эта планета находится всего в 124 световых годах от нас, в зодиакальном созвездии Льва, только добавляет волнения этому беспрецедентному открытию.
K2-18b — это то, что ученые называют «миром Hycean», то есть, вероятно, он таит в себе огромный океан и имеет богатую водородом атмосферу. Он примерно в 2,6 раза больше Земли и имеет массу в 8,6 раз больше массы нашей планеты. Несмотря на то, что он находится гораздо ближе к своей звезде-хозяину — в результате чего год длится всего 33 земных дня — планета поддерживает температурный диапазон, который может позволить жидкой воде существовать на ее поверхности.
Предыдущие исследования уже выявили наличие метана и углекислого газа в атмосфере планеты, что было новаторским открытием на тот момент. Но теперь, с открытием DMS и DMDS, ученые еще больше уверены, что на K2-18b может разворачиваться что-то необычное.
В отличие от Земли, где уровни DMS и DMDS обычно составляют менее одной части на миллиард, концентрации на K2-18b оцениваются в более чем 10 частей на миллион — в тысячи раз выше. Это говорит о том, что планета густо заселена по крайней мере микробными формами жизни, и почти наверняка формами жизни, которые намного более продвинуты, чем они (если предположить, что эволюция будет следовать аналогичным путям на обитаемых планетах, таких как Земля и K2-18b).
Профессор Никку Мадхусудхан, возглавлявший исследование в Кембриджском институте астрономии, объяснил значимость этих результатов.
«Ранее теоретические работы предсказывали, что высокие уровни газов на основе серы, таких как DMS и DMDS, возможны на мирах Hycean», — сказал он. «И теперь мы это наблюдали, в соответствии с тем, что было предсказано. Учитывая все, что мы знаем об этой планете, мир Hycean с океаном, кишащим жизнью, — это сценарий, который лучше всего соответствует имеющимся у нас данным».
Хотя результаты многообещающие, профессор Мадхусудхан подчеркнул осторожность. Все еще есть вероятность, что неизвестные химические процессы, не связанные с жизнью, могут быть ответственны за сигналы. Необходимо больше данных, прежде чем ученые смогут заявить о наличии инопланетной жизни со 100-процентной уверенностью.
В настоящее время команда планирует дополнительные эксперименты, чтобы определить, могут ли небиологические механизмы генерировать эти соединения в наблюдаемых количествах. JWST также продолжит собирать больше данных, чтобы исключить статистические аномалии (хотя они считают, что это крайне маловероятно).
«Это может быть переломным моментом», — отметил Мадхусудхан. «Спустя десятилетия мы, возможно, оглянемся на этот момент и осознаем, что именно тогда живая вселенная оказалась в пределах досягаемости».
Чтобы проанализировать химический состав атмосферы далекой планеты, астрономы изучают свет, испускаемый звездой планеты во время транзита или когда планета проходит перед своей звездой с нашей точки зрения. Во время этого выравнивания часть звездного света фильтруется через атмосферу планеты, оставляя уникальные спектральные сигнатуры ее газов, которые затем можно проанализировать на Земле.
В прошлом году JWST впервые обнаружил тонкие аномалии в атмосфере K2-18b, в дополнение к уже подтвержденному присутствию метана и углекислого газа. Команда решила рассмотреть их более подробно, используя различные инструменты телескопа.
Первоначально они использовали NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) и NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) от JWST, оба из которых анализируют длины волн от 0,8 до 5 микрон. Эти ранние намеки на DMS привели к дальнейшему исследованию с использованием MIRI (Mid-Infrared Instrument) от JWST, который охватывает другой диапазон — от 6 до 12 микрон. Отдельный инструмент предоставил независимое подтверждение более ранних результатов.
«Это независимая линия доказательств», — сказал Мадхусудхан. «Мы использовали другой инструмент и другой диапазон длин волн света. Сигнал прошел сильный и четкий».
Монс Холмберг, соавтор из Научного института космического телескопа в Балтиморе, сказал: «Это было невероятное осознание того, что результаты появляются и остаются неизменными на протяжении всего обширного независимого анализа и испытаний на надежность».
Хотя DMS и DMDS похожи и иногда их трудно различить из-за перекрывающихся спектральных характеристик, оба считаются потенциальными биосигнатурами. Дополнительные наблюдения помогут ученым более четко определить, какое соединение присутствует и в каких количествах.
Статистически текущие наблюдения достигли уровня «трех сигм», то есть вероятность того, что данные являются случайностью, составляет всего 0,3%. Однако, чтобы соответствовать золотому стандарту научного открытия — значимости «пяти сигм», — вероятность должна быть ниже 0,00006%. Исследователи полагают, что еще 16–24 часа наблюдений с JWST могут помочь им достичь этого порога.
Интересно, что это объявление последовало за другим крупным научным открытием, связанным с продолжающимися поисками признаков лжи за пределами планеты. Буквально в прошлом месяце исследователи сообщили об обнаружении на Марсе массивных органических молекул — углеродных цепей с 12 атомами — в образцах горных пород возрастом в миллиарды лет. Эти молекулы могли произойти от жирных кислот, которые на Земле производятся живыми организмами. Что именно это означает относительно прошлого Марса, неизвестно, но открытие определенно согласуется с тем, что на планете в какой-то момент в далеком прошлом существовала какая-то жизнь.
В целом, это волнующее время для ученых и других творческих и изобретательных людей, ищущих доказательства того, что мы не одиноки во Вселенной.
