Виявлено найсильніші натяки на біологічну активність за межами Сонячної системи

Астрономи виявили найбільш багатообіцяльні ознаки можливого існування біосигнатур за межами Сонячної системи, хоча й зберігають обережність.

Про це розповідають в Кембридзькому університеті, передають OstanniPodii.com.

Використовуючи дані космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST), астрономи виявили хімічні відбитки диметилсульфіду (DMS) та/або диметилдисульфіду (DMDS) в атмосфері екзопланети K2-18b, яка обертається навколо своєї зорі в придатній для життя зоні.

На Землі DMS і DMDS виробляються лише живими організмами, в першу чергу мікробними, такими як морський фітопланктон. Хоча джерелом цих молекул в атмосфері K2-18b може бути невідомий хімічний процес, отримані результати є найсильнішим доказом того, що життя може існувати на планеті за межами нашої Сонячної системи.

Спостереження досягли рівня статистичної значущості "три сигми" -- це означає, що ймовірність того, що вони відбулися випадково, становить 0,3%. Для того, щоб досягти загальноприйнятої класифікації наукових відкриттів, спостереження повинні були б перетнути поріг у п′ять сигм, тобто ймовірність того, що вони відбулися випадково, була б нижчою за 0,00006%.

Дослідники кажуть, що від 16 до 24 годин спостережень за допомогою JWST можуть допомогти їм досягти важливої п′ятисигмальної значущості. Результати дослідження опубліковані в журналі The Astrophysical Journal Letters.

Екзопланета K2-18b у 8,6 раза масивніша за Землю та у 2,6 раза більша за неї, і знаходиться на відстані 124 світлових років у сузір′ї Лева.

Попередні спостереження за K2-18b виявили в її атмосфері метан та вуглекислий газ. Це був перший випадок, коли молекули на основі вуглецю були виявлені в атмосфері екзопланети в придатній для життя зоні. Ці результати узгоджуються з прогнозами щодо "гікеанної" планети: придатного для життя світу, вкритого океаном, під атмосферою, багатою на водень.

Однак інший, слабший сигнал натякав на можливість того, що на K2-18b відбувається щось інше. "Ми не знали напевно, чи сигнал, який ми бачили минулого разу, був пов′язаний з DMS, але сам натяк на це був достатньо цікавим, щоб ми ще раз подивилися на нього з JWST за допомогою іншого інструменту", - сказав професор Нікку Мадхусудхан з Інституту астрономії Кембридзького університету, який очолював дослідження.

Щоб визначити хімічний склад атмосфер далеких планет, астрономи аналізують світло від їхньої материнської зорі, коли планета робить транзит, тобто пролітає перед зорею, як це видно із Землі. Під час транзиту K2-18b JWST може виявити падіння зоряної яскравості, і крихітна частка зоряного світла проходить крізь атмосферу планети, перш ніж досягти Землі. Поглинання частини зоряного світла в атмосфері планети залишає відбитки в зоряному спектрі, які астрономи можуть зібрати докупи, щоб визначити складові гази атмосфери екзопланети.

Зроблений раніше, попередній висновок про наявність DMS був отриманий за допомогою інструментів NIRISS (Тепловізор ближнього інфрачервоного діапазону та безщілинний спектрограф) і NIRSpec (Спектрограф ближнього інфрачервоного діапазону) JWST, які разом охоплюють діапазон довжин хвиль у 0,8-5 мкм. У новому незалежному спостереженні використовувався MIRI (Інструмент середнього інфрачервоного діапазону) JWST у діапазоні 6-12 мкм.

"Це незалежна лінія доказів, яка використовує інший інструмент, ніж ми використовували раніше, та інший діапазон довжин хвиль світла, де немає перетину з попередніми спостереженнями", - сказав Мадхусудхан. "Сигнал був сильним і чітким".

"Це було неймовірним усвідомленням, коли ми побачили, що результати з′явилися й залишаються узгодженими протягом широких незалежних аналізів і тестів на надійність", - сказав співавтор дослідження Менс Холмберг, науковий співробітник Наукового інституту космічних телескопів у Балтиморі, США.

DMS і DMDS -- молекули з одного хімічного сімейства, і обидві, як передбачається, є біосигнатурами. Обидві молекули мають спектральні особливості, що перекриваються в діапазоні спостережуваних довжин хвиль, хоча подальші спостереження допоможуть розрізнити ці дві молекули.

Однак концентрації DMS і DMDS в атмосфері K2-18b дуже відрізняються від земних, де вони, як правило, становлять менше однієї частини на мільярд за об′ємом. На K2-18b вони оцінюються в тисячі разів вищими -- понад десять частин на мільйон.

"Раніше теоретичні дослідження передбачали, що в гікеанних світах можливі високі рівні сірчистих газів, таких як DMS і DMDS", - каже Мадхусудхан. "І тепер ми спостерігаємо це, відповідно до того, що було передбачено. Враховуючи все, що ми знаємо про цю планету, гікеанний світ з океаном, який кишить життям, -- це сценарій, який найкраще відповідає наявним у нас даним".

Мадхусудхан каже, що, хоча результати захоплюють, дуже важливо отримати більше даних, перш ніж стверджувати, що на іншому світі знайдено життя. Науковець каже, що, хоча він обережно оптимістичний, на K2-18b можуть відбуватися раніше невідомі хімічні процеси, які можуть пояснити ці спостереження. Працюючи з колегами, Мадхусудхан сподівається провести подальші теоретичні та експериментальні дослідження, щоб визначити, чи можуть DMS і DMDS вироблятися небіологічним шляхом на тому рівні, на якому це передбачається зараз.

"Виявлення цих молекул-біосигнатур ставить глибокі питання щодо процесів, які можуть їх виробляти", - сказав співавтор дослідження Субхаджит Саркар з Університету Кардіффа.

"Наша робота є відправною точкою для всіх досліджень, які зараз необхідні для підтвердження й розуміння наслідків цих захопливих знахідок", - сказав співавтор дослідження Саввас Константіну, також з Інституту астрономії Кембриджа.

"Важливо, що ми глибоко скептично ставимося до наших власних результатів, тому що тільки тестуючи й знову тестуючи, ми зможемо досягти точки, коли будемо в них впевнені", - каже Мадхусудхан. "Саме так має працювати наука".

Хоча він ще не претендує на остаточне відкриття, Мадхусудхан каже, що завдяки таким потужним інструментам, як JWST і майбутнім запланованим телескопам, людство робить нові кроки до відповіді на найголовніше питання: чи ми самотні?

"Через десятиліття ми можемо озирнутися на цей момент і зрозуміти, що саме тоді живий всесвіт опинився в межах досяжності", - каже Мадхусудхан. "Це може стати переломним моментом, коли ми раптом зможемо відповісти на фундаментальне питання, чи самотні ми у Всесвіті".

.