Czy właśnie odkryliśmy ślady życia pozaziemskiego? "Ponad 99 proc. pewności"

K2-18b to egzoplaneta odkryta w 2015 r., która od początku była uznawana za jednego z najpoważniejszych kandydatów do odnalezienia śladów życia poza Ziemią. Znajduje się ona w gwiazdozbiorze Lwa, w odległości około 124 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego. Jest to planeta znacznie większa od Ziemi - jej masa jest 8,6 razy większa niż masa naszej planety, a średnica około 2,6 razy większa.

K2-18b okrąża swoją gwiazdę macierzystą, która jest czerwonym karłem - mniejszą i mniej jasną gwiazdą niż nasze Słońce. Co istotne planeta znajduje się w tak zwanej strefie zamieszkiwalnej, czyli w takiej odległości od gwiazdy, która teoretycznie umożliwia istnienie wody w stanie ciekłym na jej powierzchni.

To też jest ciekawe:

Obecność wody w atmosferze K2-18b została po raz pierwszy potwierdzona w 2019 r., co wywołało duże zainteresowanie tą planetą. Naukowcy sugerują, że K2-18b może być tak zwanym światem hyceańskim, co oznacza, że posiada atmosferę bogatą w wodór oraz oceany wodne.

Atmosfera K2-18b różni się znacząco od ziemskiej - składa się głównie z wodoru, podczas gdy nasza atmosfera oparta jest na azocie. Mimo tych różnic temperatura na planecie może być zbliżona do ziemskiej, jeśli pominiemy wpływ atmosfery jako czynnika modyfikującego.

Już wcześniej, w 2023 r., zespół naukowców z Uniwersytetu Cambridge wykrył w atmosferze K2-18b obecność metanu i dwutlenku węgla - związków, które również mogą wskazywać na istnienie życia. Metan jest szczególnie interesujący, ponieważ na Ziemi jest produkowany głównie przez organizmy żywe, a w atmosferze nie utrzymuje się dłużej niż kilka lat. Oznacza to, że musi istnieć źródło, które stale uzupełnia jego zapasy w atmosferze K2-18b.

Najnowsze badania, opublikowane w czasopiśmie The Astrophysical Journal Letters, wskazują na obecność w atmosferze K2-18b siarczku dimetylu (DMS) lub dwusiarczku dimetylu (DMDS). To właśnie te związki są uznawane za najbardziej obiecujące ślady możliwego życia pozaziemskiego.

Na Ziemi DMS i DMDS są wytwarzane wyłącznie przez organizmy żywe, głównie mikroorganizmy morskie takie jak fitoplankton. Co fascynujące, stężenia tych substancji w atmosferze K2-18b są znacznie wyższe niż na naszej planecie - mogą sięgać ponad dziesięć części na milion, podczas gdy na Ziemi wynoszą zazwyczaj poniżej jednej części na miliard.

Do obserwacji K2-18b naukowcy wykorzystali Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST), który jest obecnie najbardziej zaawansowanym instrumentem do badania odległych planet. Podczas tranzytu planety na tle jej gwiazdy macierzystej badacze przeanalizowali podświetlone widmo jej atmosfery.

Instrument pomiarowy MIRI, pracujący w zakresie średniej podczerwieni, wykazał obecność wspomnianych związków siarki. - Sygnał był silny i wyraźny - jak poskreśla Nikku Madhusudhan z Uniwersytetu w Cambridge, kierujący badaniami.

Prof. Madhusudhan określił je jako najsilniejszy jak dotąd dowód na aktywność biologiczną poza Układem Słonecznym. Obecne odkrycie osiąga poziom pewności około 99,7 proc. (trzy sigma), co jest znaczącą poprawą w stosunku do wcześniejszych 68 proc. (jeden sigma), ale wciąż nie wystarcza do jednoznacznego potwierdzenia. Naukowcy dążą do osiągnięcia poziomu pewności 99,99999 proc. (pięć sigma), który uznaje się za próg definitywnego odkrycia naukowego. - Jestem przekonany, że będziemy w stanie zweryfikować ten sygnał w ciągu jednego do dwóch lat – twierdzi profesor Madhusudhan.

Jeśli istnienie życia na K2-18b zostanie potwierdzone, może to sugerować, że życie jest powszechne w całej galaktyce. - To transformacyjny moment w poszukiwaniach życia poza Układem Słonecznym, gdzie udowodniliśmy, że możliwe jest wykrycie biosygnatur na potencjalnie zamieszkiwalnych planetach przy użyciu obecnych technologii. Wkroczyliśmy w erę obserwacyjnej astrobiologii - jak zauważa Madhusudhan.

Mimo ekscytującego charakteru odkrycia naukowcy zachowują ostrożność w interpretacji wyników. Nawet przy osiągnięciu 99,99999 proc. pewności co do obecności wspomnianych związków nie będzie to jednoznacznym dowodem na istnienie życia.  - Nawet przy idealnych danych, nie możemy definitywnie stwierdzić, że pochodzenie tych gazów jest biologiczne na obcej planecie, ponieważ we wszechświecie zachodzą różne nieznane nam zjawiska, a nie wiemy, jakie procesy geologiczne mogą wytwarzać te cząsteczki na tej planecie - jak zauważa profesor Catherine Heymans z Uniwersytetu w Edynburgu, niezwiązana z badaniami.

Naukowcy prowadzą symulacje, aby ustalić, czy obserwowane ilości metanu i związków siarki można wyjaśnić procesami geologicznymi, czy też aktywnością biologiczną. Aby mieć pewność, muszą wykluczyć możliwość, że niebiologiczne procesy mogą być odpowiedzialne za obserwowaną mieszaninę gazów. W najbliższych latach naukowcy planują przeprowadzić dodatkowe obserwacje K2-18b przy użyciu Teleskopu Jamesa Webba oraz innych zaawansowanych instrumentów. Celem jest nie tylko potwierdzenie obecności wykrytych związków, ale również dokładniejsze poznanie warunków panujących na tej egzoplanecie.

Jeśli modele sprzyjające biologicznemu pochodzeniu biomarkerów zostaną potwierdzone statystycznie i obliczeniowo, K2-18b może zostać uznana za pierwszą egzoplanetę z potwierdzonymi oznakami życia poza naszym Układem Słonecznym. Niezależnie od ostatecznych wniosków, odkrycia związane z K2-18b znacząco przybliżają nas do odpowiedzi na jedno z najważniejszych pytań ludzkości: czy jesteśmy sami we wszechświecie. Wydaje się to poniekąd wątpliwe.