Действительно ли телескоп Джеймса Уэбба нашёл доказательства существования инопланетной жизни?
Исследование, предполагающее, что экзопланета K2-18b демонстрирует потенциальные признаки инопланетной жизни, было встречено научным сообществом скептически. Вот правда о том, что увидел космический телескоп «Джеймс Уэбб».
Художественная интерпретация экзопланеты K2-18b. Может ли инопланетный мир содержать биосферу? (Изображение предоставлено: А. Смит, Н. Мадхусудхан (Кембриджский университет))
Самая модная планета во Вселенной на данный момент — это K2-18b, потенциально пригодный для жизни мир, вращающийся вокруг маленькой красной звезды в созвездии Льва. Эта загадочная планета, расположенная в 124 световых годах от Земли, никогда не примет у себя людей, но недавнее наблюдение с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) намекает на то, что инопланетная жизнь, возможно, уже процветает там в огромном тёплом океане.
В исследовании, проведённом под руководством Кембриджского университета и опубликованном 17 апреля, учёные, использовавшие JWST, сообщили об обнаружении возможных признаков жизни в атмосфере чужой планеты, что, по заявлению Кембриджа, является «самым многообещающим» доказательством существования жизни за пределами Земли. Однако за неделю, прошедшую с момента публикации исследования, всё больше учёных подвергают сомнению это громкое заявление.
«Статистическая значимость обнаружения незначительна», — Эдди Швитерман, доцент кафедры астробиологии Калифорнийского университета в Риверсайде, который не участвовал в исследовании, сообщил Live Science в электронном письме. «Есть некоторые основания для скептицизма».
«Это почти наверняка не жизнь», — Тесса Фишер, астробиолог из Университета Аризоны, которая не участвовала в исследовании, рассказала Nature.com.
Итак, что же на самом деле JWST обнаружил на K2-18b и насколько мы близки к разгадке главной космической тайны? Вот всё, что вам нужно знать.
Что JWST нашел на K2-18b?
В отличие от оптических телескопов, таких как «Хаббл», JWST не может напрямую получать изображения поверхности далёких планет. Вместо этого его инфракрасные приборы ищут химические признаки жизни — или биосигнатуры — в атмосферах планет, отслеживая, как молекулы в этих атмосферах поглощают или переизлучают звёздный свет. Полученные графики света, называемые спектрами, могут раскрыть состав атмосферы планеты и дать представление об условиях на её поверхности.
В новом исследовании, проведённом под руководством Кембриджского университета, учёные с помощью прибора JWST для изучения среднего инфракрасного диапазона (MIRI) изучили атмосферу K2-18b и обнаружили следы двух молекул на основе серы — диметилсульфида (DMS) и диметилдисульфида (DMDS). Известно, что эти соединения вырабатываются только микроскопическими формами жизни, такими как фитопланктон, на Земле. Если DMS может вырабатываться каким-то естественным механизмом, то в настоящее время учёные не знают об этом и им придётся провести обширные исследования, чтобы это выяснить.
Полученные результаты дополняют более ранние наблюдения, сделанные той же командой с помощью двух разных инструментов JWST в 2023 году, которые также выявили возможные следы DMS в атмосфере планеты.
Одна из интерпретаций спектров K2-18b предполагает, что это может быть безжизненный лавовый мир. (Изображение предоставлено Алексом Бурсмой)
Хотя в своём заявлении Кембриджская группа учёных признала, что они «крайне скептически» относятся к собственным результатам, в том же пресс-релизе эти открытия были названы «самыми многообещающими» доказательствами существования жизни за пределами Земли, рисующими картину океанической планеты, которая может быть «кишащей жизнью». (В других исследованиях утверждалось, что океан K2-18b на самом деле может состоять из магмы.)
Никку Мадхусудхан, ведущий автор обоих Кембриджских исследований, подчеркнул, что на K2-18b пока не обнаружено признаков жизни.
«Это не то, на что мы претендуем, — сказал Мадхусудхан, профессор астрофизики в Кембридже, в интервью Live Science. — Но в лучшем случае это потенциальная возможность для жизни».
Обнаружение DMS командой достигло уровня статистической значимости в три сигмы, что означает, что вероятность того, что сигналы возникли случайно, составляет 0,3%. Однако это всё равно далеко от необходимого уровня в пять сигм, который означает статистически значимое научное открытие.
Отвечая на критику, что команда, возможно, преувеличила значимость своего исследования, Мадхусудхан сказал, что в интересах общественности знать, как продвигается это исследование.
«Это налогоплательщики, которые платят нам, и они имеют право наслаждаться процессом, — добавил Мадхусудхан. — Если мы отправляем робота на Марс, мы не ждём, пока он долетит и найдёт жизнь, чтобы отпраздновать отправку. Мы объявили, что отправляем роботов на Марс, и мы в восторге от этой возможности. Это эквивалентно этому».
"Нет веских доказательств"
На данный момент у общественности есть лишь результаты исследования Кембриджской группы. Полный набор данных MIRI, на которых группа основывала своё открытие, станет общедоступным 27 апреля, согласно NPR, после чего сторонние исследователи смогут изучить его и сформулировать рецензируемые ответы.
Тем временем различные исследователи уже пытались воспроизвести результаты, используя собственные модели данных, но потерпели неудачу.
В январе группа учёных независимо проанализировала атмосферу K2-18b с помощью тех же инструментов JWST, которые использовались в исследовании 2023 года. Группа не обнаружила «статистически значимых или достоверных доказательств» наличия DMS на K2-18b, написали исследователи в статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv.
Совсем недавно, 22 апреля, астрофизик из Оксфордского университета Джейк Тейлор повторно проанализировал спектры JWST, представленные в новом исследовании Кембриджского университета, с помощью простой модели данных, которая обычно используется в исследованиях экзопланет. Анализ Тейлора, также опубликованный на arXiv, также не выявил следов DMS.
Спектры пропускания K2-18b указывают на то, что он может содержать следы диметилсульфида или диметилдисульфида, но не продукты распада этих молекул. (Изображение предоставлено: А. Смит, Н. Мадхусудхан (Кембриджский университет))
«Нет убедительных доказательств наличия спектральных особенностей в спектре передачи K2-18b, полученном с помощью MIRI», — написал Тейлор.
Основываясь только на исследовании Кембриджской группы, Швитерман также усомнился в том, что на K2-18b есть биосигнатуры.
«Когда DMS взаимодействует с ультрафиолетовым светом звезды, он распадается на компоненты, которые превращаются в другие молекулы, такие как этан (C2H6) и этилен (C2H4)», — сказал Швитерман. «В статье не сообщается об обнаружении этих молекул, что вызывает недоумение, потому что можно было бы ожидать, что эти газы появятся вместе».
Что будет дальше?
Все, включая команду из Кембриджа, согласны с тем, что для прояснения этой головоломки необходимы дополнительные наблюдения за K2-18b. Это означает, что исследователям придётся запросить больше времени для наблюдений за экзопланетой, когда она пролетит перед своей звездой.
К счастью, это происходит почти каждый месяц: K2-18b проходит перед своей звездой каждые 33 дня. По словам Мадхусудхана, выделить больше времени для наблюдения за этими транзитами для телескопа будет «тривиальной задачей».
«Один транзит длится примерно восемь часов, — добавил Мадхусудхан. — Вам понадобится от 16 до 24 часов времени JWST. Чтобы вы понимали масштабы, JWST наблюдает за космосом тысячи часов в год».
Если дополнительные наблюдения подтвердят статистическую значимость обнаружения DMS командой, следующим шагом будет доказать, что молекула не образуется в результате какого-то неизвестного природного процесса, сказал Швитерман. Для этого потребуются тщательные эксперименты и творческое мышление здесь, на Земле. Наконец, учёным нужно будет изучить планеты, похожие на K2-18b, чтобы понять, является ли DMS распространённым веществом в космосе.