Czy naprawdę jest życie na planecie K2-18B? Nie możemy tego wykluczyć, ale na niektóre kluczowe pytania należy odpowiedzieć | Nathalie Cabrol

AStrobiologia weszła w nową ekscytującą fazę w ostatnich dziesięcioleciach. Od lat 90., ale przyspieszając w ostatnich latach, naukowcy zaczęli potwierdzać istnienie egzoplanet – to znaczy planet poza naszym własnym układem słonecznym – i badając ich nieruchomości. Wiemy teraz, że planety są powszechne, a znaczna orbita ułamka w strefie zamieszkania ich gwiazdy macierzystej – sugerująca, że ​​mogą mieć warunki utrzymania życia biologicznego.

Badania ujawniły również zupełnie nowe klasy światów, które nie mieliśmy pojęcia, że ​​nie mogliby istnieć. Planety Hycean są nieznane w naszym Układzie Słonecznym i są prawdopodobnie jednymi z najdziwniejszych odkrytych do tej pory planet. Mogą to być światy pokryte oceanem z atmosferami bogatymi w wodór i jako takie są obiecującymi kandydatami do wykrywania gazów biosignatury-produkty chemiczne, które kojarzymy z żywymi rzeczami. Ale to nie jedyna możliwość. Ich odkrycie rozszerzyło naszą koncepcję zamieszkania i zakwestionowało nasze pojęcia o tym, jakie środowiska mogą podtrzymywać życie – zarówno tak, jak wiemy, jak i jak nie.

Na tym tle, niedawnym Obserwacje James Webb Space Telescope K2-18B, planety krążącej krążącej do czerwonej karłowskiej gwiazdy 124 lat świetlnych od Ziemi, wyróżniają się. Ostatnie badanie, opublikowane w zeszłym tygodniu w listach astrofizycznych czasopism przez zespół prowadzony przez Nikku Madhusudhan, podaje wstępne wykrywanie dimetylulfidu (DMS) lub dimetyl disiarczku (DMD), które są gazami, które wiemy, że są wytwarzane przez żywe organizmy. Podczas gdy media zwykle koncentrują się na ekscytującej możliwości obecność życia na odległej planeciewydaje się mało prawdopodobne, aby był to trwały wkład tego badania. Jak przyznają autorzy, wykryty sygnał sugerujący, że obecność gazów jest niewielka, a inne badania mogą zaprzeczać niektórym jej twierdzeniom.

Ale najpierw zrozummy, dlaczego te wyniki mogą być ekscytujące. Astrobiolodzy uważają DMS i DMDS prawdopodobne kandydatów do biosignatury lub oznaki życia, szczególnie na planetach z atmosferami zdominowanymi przez wodór. Na Ziemi mikroorganizmy morskie są głównymi producentami DM. Naukowcy często cytują swoją obecność w teoretycznych modelach biosfery opartej na siarce: miejsca, w których życie może się rozwijać w środowisku o dużej siarczku. Ale znane są również ścieżki abiotyczne (nie obejmujące życia), które mogą wytwarzać gazy. Jednym z nich jest fotoliza lub wyładowanie elektryczne w środowiskach bogatych w wodór i metanie, w których światło lub energia elektryczna może napędzać tworzenie tych gazów. Te ścieżki zostały potwierdzone przez eksperymenty, chociaż nie wytwarzają dużo DM lub DMD, a powstałe cząsteczki mają tendencję do krótkiego okresu atmosferycznego.

Badanie twierdzi, że wywnioskowana obfitość tych gazów na K2-18B byłaby trudna do utrzymania abiotycznie bez silnych źródeł lub określonych warunków atmosferycznych. Zgodnie z badaniem brak wykrycia złożonego siarkowodoru (H2S) utrudnia wyjaśnienie obecności gazów na bazie siarki, takich jak DM w procesach niebiologicznych, ponieważ H2S jest często niezbędnym składnikiem abiotycznych szlaków chemicznych. Z drugiej strony naukowcy nie mogą w pełni wykluczyć źródeł niebędących życiem, ponieważ w przeszłości wykryli DM na martwej komecie.

Zgłoszone wykrywanie DMS lub DMD, choć intrygujące, z pewnością nie jest ostateczne. Dane nie mogą rozróżniać dwóch cząsteczek ze względu na ich podobne cechy podczerwieni: od instrumentów wykrywania oba sygnały wyglądają bardzo podobnie. Poziom wykrywania pozostaje w dziedzinie, w którym naukowcy nie mogą wykluczyć fałszywych pozytywów ani błędów wprowadzonych przez sprzęt eksperymentalny. Istnieje jeszcze jedno znaczące zastrzeżenie: brakuje dodatkowych informacji niezbędnych do dokładnego interpretacji danych, w szczególności charakterystyki środowiska planety. Inne badania wciąż kwestionują, czy K2-18b ma nawet powierzchnię, wodę, czy jest całkowicie jałowa.

Takie informacje kontekstowe są zawsze kluczowe dla właściwej analizy danych. Życie wspiera swoje środowisko, więc jeśli niewiele wiemy o środowisku na planecie, trudno powiedzieć, czy potencjalny sygnał życia ma sens. Jest to trudne w Układzie Słonecznym, a jeszcze trudniejsze dla egzoplanet, ponieważ możemy uzyskać do nich dostęp tylko poprzez odległe obserwacje. Z tego powodu sygnały chemiczne w postaci zanieczyszczeń atmosferycznych mogą faktycznie być najbardziej solidnymi kandydatami do obecności życia w egzoplanetach. Niektóre zanieczyszczenia są produktem ubocznym procesów przemysłowych lub konkretnych działań technologicznych, których nie oczekuje się naturalnie w znacznych ilościach na planecie. Ale DMS i DMD nie należą do tej kategorii; A wraz z nimi pozostajemy irytująca dwuznaczność, która towarzyszy większości naszych potencjalnych biosignatur.

Niemniej jednak badanie to osiąga coś ważnego wykraczającego poza spekulacje na temat życia. Proponuje metodologię, która przekracza granice tego, co można zrobić z naszą obecną technologią (niektórzy powiedzą zbyt daleko) w badaniu egzoplanet. Pomaga nam również ustalić, jakie kroki musimy podjąć, aby obalić lub potwierdzić jego ustalenia. Na przykład argumenty, które obfitość DMS lub DMDS wywnioskowanych w atmosferze w ramach badania są trudne do utrzymania przez procesy nie żyjące, wymagają opracowania nowych badań, które mogą teoretycznie, empirycznie i eksperymentalnie szukać istnienia tych potencjalnych ścieżek niebiologicznych. Trzeba ich uznać, autorzy wzywają do „dedykowanego wysiłku społeczności”. Ale dopóki nie udowodnimy, że brak źródeł abiotycznych, przedwczesne sugeruje się na podstawie tych cząsteczek, że na K2-18b jest życie.

Podczas gdy artykuł wielokrotnie podkreśla wstępny charakter ustaleń i potrzebę dalszych danych, publiczne oświadczenia wiodącego autora czasami dały silniejsze poczucie zaufania niż opublikowane dowody. Kiedy tak się dzieje, tęsknimy za niezwykle ważną okazją do zrozumienia, że ​​nauka postępuje ostrożnie, stopniowo i z oczami szeroko otwartymi na mocne strony i ograniczenia. Zawsze jest miejsce na niezwykłe wnioski, ale należy je poprzeć przekonującymi dowodami. Wszyscy jesteśmy podekscytowani perspektywą, że pewnego dnia wkrótce znajdziemy jednoznaczne dowody życia poza Ziemią. Jeszcze nie ma nas. Powinniśmy jednak świętować, jak daleko zaszliśmy i jak każda dodatkowa wiedza zbliża nas o wiele do ostatecznej odpowiedzi.