Дані космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) показали, що екзопланета навколо зірки в сузір’ї Лева має деякі хімічні маркери, які на Землі пов’язані з живими організмами. Але це розпливчасті ознаки. Тож наскільки ймовірно, що на цій екзопланеті є інопланетне життя?
Екзопланети — це світи, які обертаються навколо інших зірок, крім Сонця. Планета, про яку йде мова, називається K2-18b. Вона названа так тому, що це була перша планета, яка обертається навколо червоної карликової зірки K2-18. Також є K2-18c – друга відкрита планета. Сама зірка тьмяніша та холодніша за Сонце, а це означає, що для того, щоб отримати такий самий рівень світла, як ми на Землі, планета має бути набагато ближчою до своєї зірки, ніж ми.
Система знаходиться приблизно в 124 світлових роках від нас, що дуже близько в астрономічних термінах. Отже, які умови на цій екзопланеті? На це питання важко відповісти. У нас є достатньо потужні телескопи та техніка, щоб визначити, як виглядає зірка та наскільки далеко від неї екзопланета, але ми не можемо зробити прямі зображення планети. Однак ми можемо виробити кілька основ.
Визначення того, скільки світла потрапляє на K2-18b, важливо для оцінки потенціалу життя на планеті. K2-18b обертається ближче до своєї зірки, ніж Земля: вона знаходиться приблизно на 16% відстані від Землі до Сонця. Ще одне вимірювання, яке нам потрібно, — вихідна потужність зірки: загальна кількість енергії, яку вона випромінює за секунду. Вихідна потужність K2-18 становить 2,3% від сонячної.
Авторство зображення: NASA, ESA, CSA, STScI, Джозеф Олмстед (STScI)
Використовуючи геометрію, ми можемо визначити, що K2-18b отримує близько 1,22 кіловат (кВт) сонячної енергії на квадратний метр. Це подібно до 1,36 кВт вхідного світла, яке ми отримуємо на Землі. Хоча від K2-18 надходить менше енергії, вона вирівнюється, оскільки планета ближче. Все йде нормально. Однак розрахунок вхідного світла не враховує хмари або ступінь відбиття поверхні планети.
Коли ми розглядаємо життя на інших планетах, популярним терміном є зона проживання, що означає, що за середньої температури поверхні вода буде в рідкому стані, оскільки ця умова вважається необхідною для життя. У 2019 році космічний телескоп Хаббл визначив, що K2-18b демонструє ознаки водяної пари, що свідчить про наявність на поверхні рідкої води. Зараз вважається, що на планеті є великі океани.
У той час це викликало хвилювання, але без додаткових доказів це був просто цікавий результат. Тепер у нас є повідомлення про те, що космічний телескоп виявив в атмосфері вуглекислий газ, метан і, можливо, сполуку диметилсульфід (DMS). Попереднє виявлення DMS має велике значення, оскільки він виробляється на Землі лише водоростями. Наразі ми не знаємо жодного способу його природного виробництва без форми життя.
Чи є життя на К2-18b?
Усі ці ознаки, здається, свідчать про те, що K2-18b може бути місцем, куди можна піти, щоб знайти інопланетне життя. Однак це не так просто, оскільки ми не знаємо, наскільки точні результати. Метод, який використовується для визначення того, що знаходиться в атмосфері екзопланети, включає світло від іншого джерела (зазвичай зірки або галактики), що проходить через край атмосфери, який потім ми спостерігаємо. Будь-які хімічні сполуки поглинають світло в певних довжинах хвиль, які потім можна ідентифікувати.
Уявіть собі, що ви дивитесь на лампочку крізь склянку. Ви можете чудово бачити крізь неї, коли вона порожня. Якщо ви наповните її водою, ви все ще зможете бачити наскрізь досить добре, але є деякі оптичні ефекти та забарвлення, які еквівалентні хмарам водню та пилу в космосі. А тепер уявіть, що ви налили червоний харчовий барвник – це може бути еквівалент основної хімічної складової атмосфери планети.
Але більшість атмосфер складається з багатьох хімічних речовин. Шукати будь-який із них еквівалентно тому, що налити 50 — ймовірно, набагато більше — різнокольорових харчових барвників у різних кількостях у стакан і спробувати визначити, скільки там одного конкретного кольору. Це неймовірно складне завдання з великою кількістю суб’єктивних оцінок і помилок. Крім того, світло, що проходить через атмосферу, містить сигнал про хімічні складові зірки, що ще більше ускладнює аналіз.
Лише кілька років тому стався сплеск інтересу до того, чи існує життя на Венері, оскільки спостереження показали наявність газу фосфіну, який можуть виробляти мікроби.
Однак пізніше це відкриття було успішно спростовано кількома дослідженнями. Якщо в астрономічних термінах може бути плутанина щодо того, що знаходиться в атмосфері планети, яка знаходиться зовсім поруч, легко зрозуміти, чому аналіз планети, яка знаходиться набагато далі, є складним завданням.
Що ми можемо взяти з цього?
Шанси на життя на екзопланеті K2-18b низькі, але не неможливі. Ці результати, ймовірно, не змінять чиїхось думок чи переконань щодо позаземного життя. Натомість вони демонструють прогресуючу здатність дивитися в світи, які не є нашими, і знаходити більше інформації.
Потужність JWST полягає не лише у створенні неймовірних зображень, але й у наданні більш детальних і точних даних про самі небесні об’єкти. Знання того, на яких екзопланетах міститься вода, а на яких ні, може дати інформацію про те, як утворилася Земля.
Вивчення атмосфери екзопланет газових гігантів може допомогти у вивченні подібних світів у Сонячній системі, таких як Юпітер і Сатурн. І визначення рівнів CO2 вказує на те, як надзвичайний парниковий ефект може вплинути на планету. Це справжня сила вивчення складу планетарних атмосфер.
