Если это не революция, то что тогда?
Стоило мне уехать на пасхальные каникулы, как весь интернет заполнили невероятные новости: ученые обнаружили признаки жизни на другой планете! Если это не революция, то что тогда? Как водится, СМИ несколько приукрашивают реальную картину, так что давайте разбираться.
Поводом для громких заголовков стала свежая статья в The Astrophysical Journal Letters. Ее авторы утверждают, что с относительно высокой степенью статистической значимости обнаружили в атмосфере экзопланеты K2-18 b следы либо диметилсульфида (DMS), либо диметилдисульфида (DMDS). Для того чтобы подтвердить, что это действительно какая-то из этих двух молекул, и чтобы различить, какую из них мы видим в спектрах, полученных телескопом «Джеймс Уэбб», нужны дополнительные исследования. Согласитесь, в таком виде звучит уже не так сенсационно.
И с какой стати мы в принципе говорим про жизнь вне Земли, если речь в работе о каких-то диметилсульфидах? Чтобы это понять, нужно немного углубиться в процесс того, а как ученые в принципе могут делать выводы о наличии на других планетах жизни. Ведь в телескоп инопланетян не увидишь – мы даже сами экзопланеты чаще всего наблюдаем лишь косвенно, потому что они не излучают собственного света в видимом диапазоне. Кроме того, инопланетяне с высокой степенью вероятности могут быть чем-то вроде бактерий – чисто статистически, ведь на Земле эпоха одноклеточных продолжалась существенно дольше эпохи многоклеточной жизни.
Но хотя мы редко можем видеть сами экзопланеты, мы хорошо умеем видеть и анализировать спектр излучения звезд, вокруг которых они обращаются. И если нам повезёт, и орбита планеты окажется точно в плоскости между звездой и телескопом, мы сможем зафиксировать снижение яркости звезды в момент, когда планета проходит по её диску – это называется транзитом. Во время транзита крошечная часть звёздного света проходит через атмосферу экзопланеты, и чувствительные приборы «Джеймса Уэбба» могут засечь небольшие изменения в спектре излучения – потому что каждая молекула поглощает свет строго определенной длины волны. Проанализировав изменения звездного спектра, астрономы могут предположить, какие молекулы в атмосфере планеты «выгрызли» кусочки светового диапазона.
И еще несколько лет назад исследователи вычислили, что в атмосфере K2-18 b, планеты в 2,6 раза более крупной, чем Земля, обращающейся вокруг холодной карликовой звезды K2-18 в 120 световых годах от Земли, есть углекислый газ и метан, а вот аммиака почти нет. Эти данные указывают, что K2-18 b принадлежит к классу (пока гипотетическому) Hycean-планет. Хотя существование планет этого класса было постулировано лишь в 2021 году, считается, что они могут быть куда более распространены во Вселенной, чем планеты, подобные Земле.
Поверхность Hycean-планет сплошь покрыта водным океаном, – именно он, как предполагается, поглощает аммиак, – а их атмосфера состоит преимущественно из водорода. Отсюда и название – гибрид из английских слов hydrogen и ocean. Из-за значимого парникового эффекта условия на таких планетах может быть достаточно тепло для поддержания жизни, даже если их звезды холодные и/или планеты находятся далеко от них. Но K2-18 b и так находится в зоне обитаемости своей звезды, то есть вода на ней (если она есть) находится в жидком состоянии.
Вода, метан и CO2 считаются маркерами жизни – в том виде, в котором мы ее знаем на Земле. Без воды земная жизнь невозможна, углекислый газ живые существа земного образца выделяют при дыхании, а метан – нестабильная молекула, и ее наличие указывает на постоянный источник CH4. На Земле таким значимым источником метана являются бактерии. Безусловно, все три молекулы могут существовать и на необитаемой планете, но именно их одновременное присутствие может указывать на наличие жизни земного типа.
DMS и DMDS – еще два вещества, увеличивающие шансы, что наблюдаемые характеристики атмосферы связаны именно с живыми существами. На Земле газы DMS и DMDS производятся морским фитопланктоном и бактериями. Спектральные изменения, намекающие, что в атмосфере K2-18 b могут быть DMS или DMDS, ученые наблюдали и раньше – но с очень низкой степенью достоверности. Сейчас ученые (это одна и та же группа) оценили достоверности открытия на уровне трёх сигм – это означает, что шанс, что наблюдения – случайная ошибка, составляет 0,3%. Золотым стандартом в подобных исследованиях считается уровень достоверности в пять сигм, при котором шанс ошибки составляет один на 3,5 миллиона.
То есть ученые уверены, что видят именно DMS или DMDS, но не до конца. Кроме того, даже если какой-то из этих газов действительно присутствует в атмосфере K2-18 b, возможны альтернативные объяснения его наличия. Например, в одной из недавних работ предполагается, что наблюдаемые характеристики атмосферы экзопланеты могут объясняться не деятельностью живых организмов, а тем, что K2-18 b – газовый мини-Нептун без твердой поверхности.
В общем, пока рано менять свои представления о Вселенной: на данный момент Земля – единственная планета, на которой достоверно доказано наличие жизни. Но кто знает, может быть, в будущем нам удастся найти и другие такие миры, даже несмотря на то, что мы не можем ни увидеть их, ни долететь туда. Такие надежды совсем не беспочвенны, потому что каждое следующее поколение телескопов становится все более совершенным. Для сравнения: одно наблюдение транзита с помощью «Джеймса Уэбба» по точности и количеству данных сопоставимо с восемью наблюдениями знаменитого «Хаббла». Так что, как говорится, I want to believe.
