Обнаружены самые сильные намеки на биологическую активность за пределами Солнечной системы

Астрономы обнаружили наиболее многообещающие признаки возможного существования биосигнатур за пределами Солнечной системы, хотя и сохраняют осторожность.

Об этом рассказывают в Кембриджском университете, передают OstanniPodii.com.

Используя данные космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), астрономы обнаружили химические отпечатки диметилсульфида (DMS) и/или диметилдисульфида (DMDS) в атмосфере экзопланеты K2-18b, которая вращается вокруг своей звезды в пригодной для жизни зоне.

На Земле DMS и DMDS вырабатываются только живыми организмами, в первую очередь микробными, такими как морской фитопланктон. Хотя источником этих молекул в атмосфере K2-18b может быть неизвестный химический процесс, полученные результаты являются сильнейшим доказательством того, что жизнь может существовать на планете за пределами нашей Солнечной системы.

Наблюдения достигли уровня статистической значимости "три сигмы" -- это означает, что вероятность того, что они произошли случайно, составляет 0,3%. Для того, чтобы достичь общепринятой классификации научных открытий, наблюдения должны были бы пересечь порог в пять сигм, то есть вероятность того, что они произошли случайно, была бы ниже 0,00006%.

Исследователи говорят, что от 16 до 24 часов наблюдений с помощью JWST могут помочь им достичь важной пятисигмальной значимости. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Экзопланета K2-18b в 8,6 раз массивнее Земли и в 2,6 раз больше ее, и находится на расстоянии 124 световых лет в созвездии Льва.

Предыдущие наблюдения за K2-18b обнаружили в ее атмосфере метан и углекислый газ. Это был первый случай, когда молекулы на основе углерода были обнаружены в атмосфере экзопланеты в пригодной для жизни зоне. Эти результаты согласуются с прогнозами относительно "гикеанной" планеты: пригодного для жизни мира, покрытого океаном, под атмосферой, богатой водородом.

Однако другой, более слабый сигнал намекал на возможность того, что на K2-18b происходит нечто иное. "Мы не знали наверняка, был ли сигнал, который мы видели в прошлый раз, связан с DMS, но сам намек на это был достаточно интересным, чтобы мы еще раз посмотрели на него с JWST с помощью другого инструмента", - сказал профессор Никку Мадхусудхан из Института астрономии Кембриджского университета, который возглавлял исследование.

Чтобы определить химический состав атмосфер далеких планет, астрономы анализируют свет от их материнской звезды, когда планета делает транзит, то есть пролетает перед звездой, как это видно с Земли. Во время транзита K2-18b JWST может обнаружить падение звездной яркости, и крошечная доля звездного света проходит сквозь атмосферу планеты, прежде чем достичь Земли. Поглощение части звездного света в атмосфере планеты оставляет отпечатки в звездном спектре, которые астрономы могут собрать вместе, чтобы определить составляющие газы атмосферы экзопланеты.

Сделанный ранее, предварительный вывод о наличии DMS был получен с помощью инструментов NIRISS (Тепловизор ближнего инфракрасного диапазона и бесщелевой спектрограф) и NIRSpec (Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона) JWST, которые вместе охватывают диапазон длин волн в 0,8-5 мкм. В новом независимом наблюдении использовался MIRI (Инструмент среднего инфракрасного диапазона) JWST в диапазоне 6-12 мкм.

"Это независимая линия доказательств, которая использует другой инструмент, чем мы использовали ранее, и другой диапазон длин волн света, где нет пересечения с предыдущими наблюдениями", - сказал Мадхусудхан. "Сигнал был сильным и четким".

"Это было невероятным осознанием, когда мы увидели, что результаты появились и остаются согласованными в течение широких независимых анализов и тестов на надежность", - сказал соавтор исследования Мэнс Холмберг, научный сотрудник Научного института космических телескопов в Балтиморе, США.

DMS и DMDS -- молекулы из одного химического семейства, и обе, как предполагается, являются биосигнатурами. Обе молекулы имеют спектральные особенности, перекрывающиеся в диапазоне наблюдаемых длин волн, хотя дальнейшие наблюдения помогут различить эти две молекулы.

Однако концентрации DMS и DMDS в атмосфере K2-18b очень отличаются от земных, где они, как правило, составляют менее одной части на миллиард по объему. На K2-18b они оцениваются в тысячи раз выше -- более десяти частей на миллион.

"Ранее теоретические исследования предсказывали, что в гикеанных мирах возможны высокие уровни сернистых газов, таких как DMS и DMDS", - говорит Мадхусудхан. "И теперь мы наблюдаем это, в соответствии с тем, что было предсказано. Учитывая все, что мы знаем об этой планете, гикеанный мир с океаном, который кишит жизнью, -- это сценарий, который лучше всего соответствует имеющимся у нас данным".

Мадхусудхан говорит, что, хотя результаты захватывающие, очень важно получить больше данных, прежде чем утверждать, что на другом мире найдена жизнь. Ученый говорит, что, хотя он осторожно оптимистичен, на K2-18b могут происходить ранее неизвестные химические процессы, которые могут объяснить эти наблюдения. Работая с коллегами, Мадхусудхан надеется провести дальнейшие теоретические и экспериментальные исследования, чтобы определить, могут ли DMS и DMDS производиться небиологическим путем на том уровне, на котором это предполагается сейчас.

"Обнаружение этих молекул-биосигнатур ставит глубокие вопросы относительно процессов, которые могут их производить", - сказал соавтор исследования Субхаджит Саркар из Университета Кардиффа.

"Наша работа является отправной точкой для всех исследований, которые сейчас необходимы для подтверждения и понимания последствий этих захватывающих находок", - сказал соавтор исследования Саввас Константину, также из Института астрономии Кембриджа.

"Важно, что мы глубоко скептически относимся к нашим собственным результатам, потому что только тестируя и снова тестируя, мы сможем достичь точки, когда будем в них уверены", - говорит Мадхусудхан. "Именно так должна работать наука".

Хотя он еще не претендует на окончательное открытие, Мадхусудхан говорит, что благодаря таким мощным инструментам, как JWST и будущим запланированным телескопам, человечество делает новые шаги к ответу на самый главный вопрос: одиноки ли мы?

"Через десятилетия мы можем оглянуться на этот момент и понять, что именно тогда живая вселенная оказалась в пределах досягаемости", - говорит Мадхусудхан. "Это может стать переломным моментом, когда мы вдруг сможем ответить на фундаментальный вопрос, одиноки ли мы во Вселенной".

.

• телескоп Уэбба
• Экзопланеты
• Поиск внеземной жизни
• K2-18b