Ученые обнаружили на экзопланете, находящейся на расстоянии более 100 световых лет от Земли, следы большого количества химических веществ, которые, как известно, вырабатываются только в процессе жизнедеятельности на Земле. Это может быть самым многообещающим признаком существования инопланетной жизни.
Астрономы обнаружили наиболее многообещающие признаки возможной биологической активности на экзопланете K2-18b, которая вращается вокруг своей звезды в так называемой обитаемой зоне. (Изображение предоставлено: А. Смит, Н. Мадхусудхан (Кембриджский университет))
Химические отпечатки жизни были обнаружены на далёкой экзопланете с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб»НАСА (JWST). По словам учёных, это «наиболее многообещающее» доказательство существования инопланетной жизни.
Согласно новому исследованию, опубликованному 17 апреля в The Astrophysical Journal Letters, эти химические вещества были обнаружены в атмосфере экзопланеты K2-18b, которая находится на расстоянии 124 световых лет от Земли и вращается вокруг своей звезды в обитаемой зоне — области вокруг звезды, где на поверхности планеты может существовать жидкая вода.
На Земле эти молекулы — диметилсульфид (DMS) и диметилдисульфид (DMDS) — вырабатываются только живыми организмами, такими как морские водоросли и другие микробы. До сих пор DMS и DMDS не были окончательно обнаружены в атмосферах других планет или спутников. Хотя теоретически эти химические вещества могут образовываться и без присутствия жизни, они считаются потенциальными биосигнатурами в других мирах.
«Наши результаты предоставляют новые независимые доказательства возможности существования биосферы на K2-18 b» и «представляют собой важный шаг вперёд в поиске признаков жизни на экзопланетах», — написали исследователи в статье.
Предполагается, что K2-18b, которая в 2,6 раза больше нашей планеты и в 8,6 раз тяжелее, является «гигантским миром», то есть потенциально имеет океан, покрывающий всю планету, и атмосферу, богатую водородом.
В предыдущей статье, опубликованной в 2023 году, та же группа исследователей обнаружила метан (CH₄) и углекислый газ (CO₂) в атмосфере планеты, что стало первым случаем обнаружения молекул на основе углерода в атмосфере экзопланеты в обитаемой зоне своей звезды. Ученые также обнаружили потенциальные признаки DMS. Однако уровень DMS имел «низкую статистическую значимость», поэтому исследователи не могли быть уверены, что он действительно присутствовал.
На графике показан наблюдаемый спектр пропускания экзопланеты K2-18 b в обитаемой зоне с помощью спектрометра JWST MIRI. (Изображение предоставлено: А. Смит, Н. Мадхусудхан (Кембриджский университет))
"Мы не знали наверняка, был ли сигнал, который мы видели в прошлый раз, вызван DMS, но даже намека на это было достаточно, чтобы мы смогли еще раз взглянуть на JWST с помощью другого инструмента", - сказал Никку Мадхусудхан, профессор астрофизики Кембриджского университета и ведущий автор обоих исследований, в заявлении.
В последнем исследовании учёные обнаружили, что новые измерения атмосферы планеты, проведённые с помощью прибора MIRI (Mid-Infrared Instrument) космического телескопа JWST, демонстрируют особенности, которые можно объяснить только присутствием DMS или DMDS. Из-за схожести этих двух молекул они выглядят одинаково при измерениях, которые JWST проводит в атмосферах экзопланет, а значит, трудно сказать, какая из молекул присутствует в большем количестве.
«Это независимое доказательство, полученное с помощью другого прибора, чем тот, что мы использовали раньше, и в другом диапазоне длин волн, где нет пересечения с предыдущими наблюдениями», — сказал Мадхусудхан. «Сигнал был сильным и чётким».
Исследователи отметили, что концентрация DMS и/или DMDS в атмосфере может достигать 10 частей на миллион по объёму, что намного выше, чем уровни, наблюдаемые здесь, на Земле, которые составляют менее одной части на миллиард по объёму.
Исследователи заявили, что эти наблюдения достигли уровня значимости «три сигмы». Это означает, что вероятность того, что они произошли случайно, составляет всего 0,3%. Чтобы подтвердить открытие, учёные обычно требуют уровень значимости «пять сигм», при котором вероятность случайного совпадения составляет менее 0,00006%.
Известно, что DMS и DMDS не образуются в больших количествах в результате небиологических процессов на Земле. Это означает, что их обнаружение в таких больших количествах на K2-18b является важным показателем потенциального наличия жизни.
«Учитывая всё, что мы знаем об этой планете, мир Гиксов с океаном, кишащим жизнью, — это сценарий, который лучше всего соответствует имеющимся у нас данным», — сказал Мадхусудхан.
Исследователи сказали, что необходимо провести больше измерений, чтобы достичь значимости в пять сигм, а также провести различие между наличием DMS и DMDS. Они надеются провести эти измерения в ближайшее время, как только смогут заставить JWST посмотреть на эту экзопланету еще несколько часов. Они также отметили, что присутствие DMS и / или DMDS могло возникнуть в результате пока неизвестных химических реакций, вообще не связанных с какой-либо жизнью, которые они надеются проверить экспериментально.
«Важно, чтобы мы с большим скептицизмом относились к собственным результатам, потому что только путём тестирования и повторного тестирования мы сможем достичь того уровня, когда будем уверены в них, — сказал Мадхусудхан. — Именно так должна работать наука».