Czy na planecie K2-18 b istnieje życie biologiczne?

Naukowcy z Uniwersytetu Cambridge ogłosili odkrycie potencjalnych biosygnatur w atmosferze planety pozasłonecznej w systemie odległym o 124 lata świetlne od nas. Planeta krąży w ekosferze, czyli strefie wokół gwiazdy najlepiej nadającej się do zamieszkania z punktu widzenia życia ziemskiego. Może mieć ocean.

Glob został odkryty w 2015 roku i należy do kategorii planet zwanej superziemiami. Z wcześniejszych obserwacji wiadomo, że planeta K2-18 b ma rozmiar 2,6 razy większy niż Ziemia, a masę 8,6 razy większą. Znajduje się 124 lata świetlne od nas, a jej gwiazdę widać w konstelacji Lwa. Gwiazda centralna to czerwony karzeł typu widmowego M o mniej więcej połowie rozmiaru i masy Słońca oraz temperaturze 3500 K. Planeta krąży wokół swojej gwiazdy z okresem 33 dni, w odległości takiej, że na powierzchni planety może występować woda w stanie ciekłym. Taka strefa jest nazywana ekosferą, strefą nadającą się do zamieszkania, albo poetycko strefą Złotowłosej (w nawiązaniu do jednej z bajek).

Oceaniczna planeta i życie?

W atmosferze egzoplanety K12-18 b wykryto metan i dwutlenek węgla o własnościach zgodnych z planetą typu wodorooceanicznego (hiaceańskiego), czyli taką, która ma bogatą w wodór atmosferę oraz powierzchnię pokrytą oceanem. Angielska nazwa tej kategorii planet, hycean, pochodzi od słów hydrogen (wodór) i ocean.

Co więcej, w atmosferze wykryto sygnatury siarczku dimetylu i/lub disiarczku dimetylu. Na Ziemi substancje te są produkowane wyłącznie przez życie biologiczne, głównie przez mikroorganizmy takie jak morski fitoplankton. Oczywiście może teoretycznie istnieć jakiś inny proces chemiczny je wytwarzający, ale na chwilę obecną stanowią potencjalną biosygnaturę.

Koncentracja siarczku dimetylu i disiarczku dimetylu znacznie różni się od wartości znanych na Ziemi. Na naszej planecie jest to generalnie poniżej jednej części na miliard w objętości. W przypadku K2-18 b oszacowano poziom na tysiąc razy silniejszy (ponad dziesięć części na milion).

Wcześniejsze prace teoretyczne przewidywały, że wysokie poziomy gazów opartych na siarce, takich jak siarczek dimetylu i disiarczek dimetylu, mogą występować na planetach wodorooceanicznych (hiaceańskich). A teraz zaobserwowaliśmy to zgodnie z przewidywaniami. Scenariusz świata hiaceańskiego z oceanem tętniącym życiem najlepiej pasuje do danych, które mamy na temat tej planety - uważa prof. Nikku Madhusudhan z Uniwersytetu Cambridge, pierwszy autor publikacji.

Potrzeba więcej obserwacji

Obserwacje uzyskały poziom ufności statystycznej trzy sigma, co oznacza, że prawdopodobieństwo, iż to przypadkowy wynik wynosi jedynie 0,3%. Aby jednak być traktowanym jako mocny dowód naukowy, obserwacje powinny przekroczyć statystyczny poziom pięć sigma, co by oznaczało prawdopodobieństwo 0,00006%, że to coś przypadkowego. Wyniki badań opublikowano w The Astrophysical Journal Letters.

Do obserwacji użyto Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST). Wykorzystano tranzyty planety przed gwiazdą, kiedy to światło gwiazdy częściowo przechodzi przez atmosferę planety, co pozwala na ustalenie z jakich gazów składa się atmosfera. Obserwacje przeprowadzono niezależnie na dwa sposoby: (1) instrumentami NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) i NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) w bliskiej podczerwieni (0,8-5 mikronów) oraz (2) instrumentem MIRI (Mid-Infrared Instrument) w średniej podczerwieni (6-12 mikronów).

Uzyskane wyniki wymagają potwierdzenia, więc sensacyjne nagłówki w mediach o znalezieniu życia poza Układem Słonecznym są zdecydowanie przedwczesne. Nawet sami autorzy publikacji wskazują, że nie można jeszcze mówić o odkryciu tego rodzaju.