Este cu adevărat dificil să obții un semn clar de viață pe un exoplanet.
Miercuri, știrile au izbucnit că cercetătorii au găsit cele mai convingătoare dovezi ale unei „biosignature” – un produs chimic prezent la niveluri care sunt în concordanță doar cu viața – pe un exoplanet îndepărtat. Nu a fost nevoie de mult timp pentru ca niște surse de știri mai puțin de încredere să meargă de acolo până la Vorbește despre o planetă că „ar putea fi„ plin de viață ”și de Urmărire evidentă„Oamenii de știință dezvăluie cum ar putea arăta extratereștrii pe Exoplanet K2-18B”.
Chiar și în cele mai bune circumstanțe, cu toate acestea, vorbirea despre o biosignare este o invitație pentru oamenii de știință de a se gândi la chimii alternative care ar putea explica rezultatele fără a avea nevoie de activitate biologică. Și acestea nu sunt cele mai bune circumstanțe, întrucât astronomii indică lucrările anterioare care oferă o serie de motive pentru a fi sceptici cu privire la noile rezultate; De fapt, un astronom numit Chris Glein M -a trimis prin e -mail pentru a -mi avertiza problemele potențiale cu o zi înainte de a se sparge.
Pentru a vă ajuta să înțelegeți controversa, vom analiza datele care sunt prezentate ca dovadă a unei biosignaturi și apoi vom parcurge toate motivele că confirmarea unei bioSignature este atât de dificilă.
Ce este nou aici
Planeta discutată se numește K2-18B și este ceea ce se numește sub-neptun. Are o rază de aproximativ 2,5 ori mai mare decât cea a Pământului și este de 8,6 ori mai masivă. Orbita sa se află, de asemenea, în marginea interioară a gamei locuibile a stelei sale, ceea ce înseamnă că primește suficientă radiații de la steaua sa, încât apa ar putea fi lichidă pe suprafața sa, în funcție de alți factori precum compoziția atmosferei sale. Toate acestea pot fi determinate pe baza proprietăților sale orbitale și a cantității de lumină pe care o blochează pe măsură ce trece între pământ și steaua gazdă.
După cum recunoaște noua hârtie, aceste proprietăți sunt în concordanță cu o serie de tipuri de planete diferite, inclusiv o versiune mică de Neptun sau o planetă stâncoasă cu o atmosferă foarte groasă, bogată în hidrogen. Dar cercetătorii din spatele noii lucrări favorizează ceea ce se numește o planetă hycean, o fuziune de hidrogen și ocean. Acest lucru se datorează faptului că caracterizarea inițială a atmosferei sale a sugerat că, pe lângă cantități abundente de hidrogen, avea prezentă metan și dioxid de carbon, dar aparent nu avea amoniac și monoxid de carbon. Prezența unui ocean poate reprezenta acele proprietăți chimice.
Noua lucrare urmează pe un indiciu tentant ridicat de lucrările anterioare: prezența posibilă a unei substanțe chimice numită dimetil sulfură. Folosește un instrument pe James Webb Space Telescope (JWST) pentru a imagina K2-18b pe măsură ce trece în fața vedetei sale gazdă. O mică parte din lumina care ajunge la pământ face acest lucru după ce a trecut prin atmosfera planetei, permițând substanțelor chimice prezente acolo să lase o marcă pe spectrul acelei lumi.
Echipa de cercetare a utilizat două metode diferite de construire a unui spectru din datele JWST, iar rezultatele sunt în acord. Apoi au căutat o combinație de molecule care ar putea produce un spectru similar, începând cu o listă de 20. Au găsit două: sulfura de dimetil și disulfura dimetil (nu putem spune diferența dintre cele două, având în vedere datele existente).
Pe Pământ, singurele procese care produc în mod natural această substanță chimică au loc în interiorul celulelor și s -a sugerat anterior să fie o biosignatură. Așadar, cercetătorii își propun că poate fi o biosignare aici, deși recunosc că semnificația statistică a semnalului său, în prezent la trei sigma, nu are o descoperire clară. Totuși, asta l -ar califica ca, în cuvintele unei universități din Cambridge Comunicat de presă„cele mai puternice indicii de activitate biologică”.
Motive pentru îndoială
Deci, de ce sunt mulți astronomi neconvincați? Pentru a fi convingător, o biosignatură dintr -un exoplanet trebuie să șteargă mai multe obstacole care pot fi defalcate în trei întrebări cheie:
- Planeta este ceea ce credem că este?
- Semnalul este real?
- Există alte modalități de a produce acel semnal?
În prezent, niciuna dintre aceste întrebări nu se poate răspunde cu un da definitiv.
Prima întrebare este dacă ne uităm de fapt la o lume hyceană. Pe măsură ce cercetătorii recunosc în lucrarea lor, prezența unui ocean pe K2-18B depinde foarte puternic de vremea sa: „O atmosferă fără nor/nuanță ar face suprafața prea fierbinte pentru a fi locuibilă și/sau ar avea apă într-o stare supercritică”. Și, după cum recunosc mai târziu, datele obținute de la JWST nu arată semne de nori. Asta nu înseamnă că nu sunt acolo, dar cu siguranță nu ajută cazul.
Și, de fapt, un alt grup de cercetare are a găsit deja dovezi Că planeta nu reflectă suficientă lumină înapoi în spațiu pentru a nu fierbe orice ocean pe care încearcă să -l formeze. Acest manuscris sugerează că K2-18B este mai probabil să fie o lume magma-oceană sau gaze-dwarf. Și o lucrare de modelare sugerează că majoritatea potențialelor lumi hycean ar suferi de un Efect de seră Runaway cu excepția cazului în care primesc o iluminare semnificativ mai mică decât pământul. Atunci există o hârtie de proiect De la Glein și colaboratorii săi, ceea ce sugerează că puteți obține multe din aceleași proprietăți văzute în K2-18b de pe o planetă cu o atmosferă profundă, așezată deasupra unui ocean magma.
Combinate, acestea ridică întrebări semnificative cu privire la faptul dacă K2-18B este de fapt o lume hiceană. Și indică faptul că, dacă nu, este probabil să fie mult prea fierbinte pentru a susține viața.
Ceea ce ne aduce dacă semnalul unei bioSignature – prezența acestor periculoase cheie în spectrul JWST – este reală. În timp ce semnalul este acolo la trei sigma, acesta este cu trei sigma deasupra unui spectru complet fără caracter. Pentru identitatea sa specifică ca sulfură de dimetil, știm doar că este cea mai bună potrivire din cele 20 de substanțe chimice luate în considerare în această lucrare. Există o serie întreagă de alte substanțe chimice care ar putea fi produse plauzibil pe o planetă ca aceasta care nu a fost inclusă în această analiză. Prezența potențială a unui semnal de sulfură de dimetil la alte lungimi de undă în lucrările anterioare poate părea să solidifice această identificare, dar a reanalizarea acestor date nu a găsit nicio dovadă a unui semnal semnificativ statistic.
În cele din urmă, există o problemă potențială pe care autorii noii lucrări o recunosc: informațiile spectrale pe care le -au folosit provin de pe Pământ. Avem doar date despre absorbția și emisia sulfurii de dimetil la temperatura camerei și o atmosferă, care este probabil să fie foarte diferită de condițiile pe care le-ar vedea în atmosfera superioară a unui mini-neptun. În timp ce acest lucru nu ar modifica existența liniilor spectrale, diferențele le -ar putea extinde sau le accentua semnificația, modificând cât de bine se potrivesc cu datele JWST.
Ultima problemă este dacă, dacă sulfura de dimetil este cu adevărat prezentă pe K2-18B, a fost produsă de viață așa cum este aici pe Pământ. Răspunsul pare a fi „posibil nu”: o hârtie din 2024 indică faptul că este posibil să producă substanța chimică prin reacții activate de lumină. Rezultatele sugerează că aceste reacții pot fi maxime la concentrații mai mici de sulfură de dimetil decât indică de datele de la K2-18B, dar sunt cu siguranță un motiv de pauză și ar trebui să motiveze oamenii să exploreze dacă există modalități de a spori eficiența reacțiilor chimice relevante.
Bine, sau doar cel mai bun pe care îl avem?
Ar trebui să fie clar că pur și simplu nu este posibil să oferiți un răspuns definitiv la oricare dintre cele trei întrebări cheie. Așadar, în timp ce s -ar putea să folosească fraza lui Cambridge, „cele mai puternice indicii încă”, ceea ce nu le face deosebit de puternice. Și, având în vedere semnificația întrebării cu care vorbesc – există viața dincolo de Pământ – poate forța generală a dovezilor a fost un standard mult mai relevant de utilizat aici. Cel puțin în corpul comunicatului de presă, oamenii de știință din spatele lucrării au fost în mod corespunzător precauți, spunând lucruri de genul „Este important să suntem profund sceptici față de rezultatele noastre proprii”, iar „munca noastră este punctul de plecare pentru toate investigațiile care sunt acum necesare pentru a confirma și înțelege implicațiile acestor descoperiri interesante”.
În cele din urmă, problemele potențiale pe care le-am stabilit mai sus ar trebui să clarifice că nu va exista un moment evident înainte și după descoperire atunci când vine vorba de găsirea indicii de viață în următoarele câteva decenii. Orice indiciu pe care îl obținem de la datele telescopului va fi pur și simplu începutul unei conversații între astronomi, chimiști, oameni de știință atmosferici și alții meniți să obțină răspunsuri definitive la toate cele trei întrebări cheie. Va fi doar după ce această conversație s -a stabilit pe „Da” tuturor celor care vom putea, în retrospectivă, să realizăm că a fost făcută o descoperire.
Astrophysical Journal Letters, 2025. Doi: 10.3847/2041-8213/ADC1C8 (Despre Dois)
John este editorul științific al ARS Technica. Are un licențiat în arte în biochimie de la Universitatea Columbia și un doctorat. în biologie moleculară și celulară de la Universitatea din California, Berkeley. Când se desparte fizic de tastatura sa, el tinde să caute o bicicletă sau o locație pitorească pentru comunicarea cu cizmele sale de drumeție.
Comentarii recente