Ситуація навколо екзопланети K2-18 b, розмірами з Нептун і віднесеної до категорії «суперземель», стала ще цікавішою. Нещодавно команда вчених висловила припущення, що ця планета може бути населена, чим викликала занепокоєння в інших представників наукової спільноти, які вважають, що таке оголошення потребує більшої обережності.
Хоча ознаки життя на цій планеті поки що не були виявлені з допомогою Космічного телескопа Джеймса Вебба, цей потужний телескоп виявив, що на K2-18 b настільки багато рідкої води, що планета може складатися з океану, або ж бути «гіцеанським» світом.
«Це безперечно збільшило шанси на можливість існування життя на K2-18 b,» — сказав Нікку Мадхусудхан, вчений Кембриджського університету, який стоїть за первісним відкриттям K2-18 b і новим дослідженням. «Це дуже важливий крок вперед і посилює ймовірність наявності гіцеанічного середовища на K2-18 b. Це підтверджує, що K2-18 b є нашим найкращим кандидатом для вивчення потенційно придатного для життя середовища за межами нашої Сонячної системи на сьогоднішній день.»
Історія про можливість проживання на K2-18 b розпочалася в квітні 2025 року, коли Мадхусудхан і його колеги з Кембриджського університету оголосили, що знайшли «найсильніші докази» наявності життя за межами Сонячної системи на цій віддаленій суперземлі (вона приблизно в дев’ять разів масивніша за Землю).
Ці докази були отримані в результаті попереднього виявлення молекул, які на Землі зазвичай є результатом біологічних процесів живих організмів. Науковці прагнули підтвердити ці потенційні біосигнатури: диметилсульфіду та диметилдисульфіду.
Команда провела спостереження під час чотирьох окремих транзитів K2-18 b, коли планета проходила через диск свого червоного карлика на відстані приблизно 124 світлових років, під час її орбіти, що триває близько 33 діб Землі. Оскільки хімічні сполуки поглинають та випромінюють світло на характеристичних довжинах хвиль, світло від зірки проходячи через атмосферу планети, залишає свої незабутні відбитки у спектрі зоряного світла.
«Завдяки чотирьом додатковим спостереженням транзитів за допомогою JWST ми виміряли спектр атмосфери K2-18 b з безпрецедентною точністю,» — зазначив Реню Ху, керівник команди нової роботи та вчений Лабораторії реактивного руху NASA. «Цей спектр дозволив нам упевнено виявити як метан, так і вуглекислий газ в атмосфері планети та обмежити їх кількість. Ця інформація вказує на планету з водяним багатим внутрішнім складом.»
Ху пояснив, що команда шукала сигнали диметилсульфіду та інших органічних сульфурних молекул у спектрі, використовуючи кілька незалежних моделей, але не знайшла переконливих доказів їхньої присутності.
«Це не було зовсім невтішно,» — додав Ху. «Ми раді, що змогли встановити водяний характер планети.»
Чи є K2-18 b океанічним світом?
Ху підтвердив, що тепер відомо, що K2-18 b багатий на воду, і наступним кроком є визначення, чи існує на планеті глобальний океан рідкої води.
Іронічно, одним з найбільш позитивних знаків наявності такого океану є те, що атмосфера цієї суперземлі, здається, не містить водяного пару.
«Спектр, який ми отримали, не показує ознак водяного пару. Якщо атмосфера дійсно не має води, це свідчить про те, що вода була виснажена — найімовірніше, в результаті конденсації,» — пояснив Ху. «На Землі цей процес відомий як ‘холодна пастка’ та геологічні вчені вважають його важливим для збереження води протягом мільярдів років, запобігаючи втраті води в космос.»
«Спостереження подібного процесу на екзопланеті викликало б величезну зацікавленість. Ретельне підтвердження відсутності води може бути важливим науковим завданням для майбутніх спостережень,» — додав Ху.
Однак Ху зазначив, що спектр, виявлений JWST, також може бути пояснений альтернативною моделлю, згідно з якою атмосфера насправді містить значну кількість водяного пару.
Визначення, чи має K2-18 b та інші подібні планети таких розмірів рідкі океани, за словами Ху, вимагатиме виявлення ширшого спектра атмосферних газів, окрім метану та вуглекислого газу. Також необхідно підтвердити відсутність молекул, таких як аміак, карбон оксид та діоксид сірки, які поки що не були виявлені в атмосфері K2-18 b.
«Цей висновок ґрунтується на теоретичних дослідженнях моєї групи та кількох інших,» — додав Ху. «З новими спостереженнями, які дають цінний контекст, ми підсумували ці висновки у дорожній карті, щоб допомогти спрямувати майбутні спостереження та дослідження.»
Тим часом, пошук біосигнатур, диметилсульфіду та диметилдисульфіду, ще далекій від завершення: хоча результати не досягли рівня значущості, що вимагає підтвердження, це дослідження надало сильніший сигнал від цих молекул, ніж попередні спостереження.
«Докази наявності диметилсульфіду у нашій нинішній роботі значно перевищують те, що ми мали в наших попередніх спостереженнях у тому ж діапазоні ближнього інфрачервоного випромінювання,» — зазначив Мадхусудхан. «Однак ці докази все ще недостатні, щоб стверджувати про остаточне виявлення.
«Ми також повинні вміти відрізняти диметилсульфід від інших можливих джерел, таких як метилмеркаптан, який також є біосигнатурою на Землі.»
Справді, K2-18 b продовжить викликати інтерес астрономів ще деякий час.
«Це чудово, що ми можемо пробачити попередні знаки потенційних біосигнатур з поточними спостереженнями JWST, але для остаточних виявлень потрібно значно більше часу. Ключове питання: чи містить атмосфера одну чи кілька біосигнатур,» — сказав Мадхусудхан. «Водночас потрібні значні теоретичні та експериментальні зусилля для надійного визначення біологічних та небіологічних шляхів для кандидатів на молекули-біосигнатури.»
Проте команда впевнена, що прогрес, досягнутий до сьогодні, був би неможливий без JWST. І 10-мільярдний космічний телескоп зіграє ключову роль у подальшому дослідженні цієї суперземлі.
«Наші спостереження та аналізи додають до зростаючого списку захопливих відкриттів, які підкреслюють справді трансформаційну науку, можливу завдяки JWST,» — підсумував Ху. «Хоча ми виявили, що його ближньоінфрачервоний спектрограф особливо добре підходить для досягнення цілей нашого дослідження, інші інструменти JWST або режими спостережень можуть надати допоміжну та надзвичайно цінну інформацію, щоб ще більше покращити наше розуміння цієї планети.»
Дослідження команди вже доступне у вигляді препринту в репозиторії arXiv.