Webbův teleskop detekoval možné biosignatury plynů v atmosféře K2-18 b

Astronomové využívající kosmický dalekohled James Webb Space Telescope (JWST) objevili v atmosféře exoplanety K2-18 b chemické otisky dimethylsulfidu (DMS) a/nebo dimethyldisulfidu (DMDS). Na Zemi jsou DMS a DMDS produkovány pouze živými organismy, především mikroby, jako je mořský fytoplankton. Přestože zdrojem těchto molekul v atmosféře planety K2-18 b může být neznámý chemický proces, výsledky jsou zatím nejsilnějším důkazem, že na této planetě může existovat život.

K2-18 je červený trpaslík vzdálený přibližně 111 světelných let, jehož poloha se promítá do souhvězdí Lva. Hvězda, známá také jako EPIC 201912552, hostí dvě masivní exoplanety: K2-18 b a K2-18 c. K2-18 b, která byla objevena v roce 2015, má poloměr 2,6krát větší než Země a je přibližně 8,6krát hmotnější. Obíhá kolem mateřské hvězdy jednou za 33 dní ve vzdálenosti přibližně 0,15 AU a má index podobnosti se Zemí (Earth Similarity Index – ESI) 0,73.

Dostává 1,28krát více záření než Země a její rovnovážná teplota je minus 2 stupně Celsia. Dřívější pozorování K2-18 b identifikovala v její atmosféře metan a oxid uhličitý. Bylo to poprvé, kdy byly v atmosféře exoplanety v obyvatelné zóně objeveny molekuly na bázi uhlíku. Tyto výsledky byly v souladu s předpověďmi pro tzv. Hyceánský svět: obyvatelnou exoplanetu pokrytou oceánem pod atmosférou bohatou na vodík. Jiný, slabší signál však naznačil, že na K2-18 b se může odehrávat něco jiného.

„Nevěděli jsme s jistotou, zda signál, který jsme získali minule, byl způsoben DMS, ale pouhý náznak byl dostatečně vzrušující, abychom se na něj znovu podívali Webbovým teleskopem pomocí jeho jiného přístroje,“ řekl profesor Nikku Madhusudhan, astronom z Astronomického ústavu Univerzity v Cambridge.

Dřívější předběžné závěry o DMS byly učiněny pomocí Webbových přístrojů NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) a NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), které společně pokrývají oblast blízké infračervené oblasti (0,8-5 mikronů) vlnových délek. Při novém nezávislém pozorování byl použit Webbův přístroj MIRI (Mid-Infrared Instrument) pro střední infračervenou oblast (6-12 mikronů).

„Jedná se o nezávislý důkaz, který využívá jiný přístroj než dříve a jiný rozsah vlnových délek světla, kde se nepřekrývá s předchozími pozorováními. Signál byl silný a jasný,“ řekl profesor Madhusudhan. „Bylo to neuvěřitelné zjištění, když jsme viděli, jak se výsledky objevily a zůstaly konzistentní během rozsáhlých nezávislých analýz a testů spolehlivosti,“ dodal Måns Holmberg, astronom ze Space Telescope Science Institute (STSI).

DMS a DMDS jsou molekuly ze stejné chemické skupiny a obě jsou předpokládanými biosignaturami. Obě molekuly mají překrývající se spektrální vlastnosti v pozorovaném rozsahu vlnových délek, ačkoliv další pozorování pomohou obě molekuly odlišit.

Koncentrace DMS a DMDS v atmosféře K2-18 b se však velmi liší od koncentrace na Zemi, kde se obecně pohybují pod jednou objemovou částí na miliardu. Na exoplanetě K2-18 b jsou podle odhadů koncentrace tisíckrát silnější – přes deset částic na milion.

„Výsledky jsou sice vzrušující, ale před tvrzením, že byl na jiném světě nalezen život, je nutné získat další údaje,“ řekl profesor Madhusudhan. „Odvození těchto biosignaturních molekul vyvolává hluboké otázky týkající se procesů, které by je mohly produkovat,“ řekl Subhajit Sarkar, astronom z Cardiffské univerzity.

„Naše práce je výchozím bodem pro všechna zkoumání, která jsou nyní nutná k potvrzení a pochopení důsledků těchto vzrušujících zjištění,“ řekl Savvas Constantinou, astronom z Astronomického ústavu Univerzity v Cambridge.

„Je důležité, abychom byli k vlastním výsledkům hluboce skeptičtí, protože jen testováním a dalším testováním dosáhneme toho, že si jimi budeme jisti. Tak musí věda fungovat,“ řekl profesor Madhusudhan.

Studie byla zveřejněna v časopise Astrophysical Journal Letters.

Zdroj: https://www.sci.news/astronomy/webb-biosignature-gases-atmosphere-k2-18b-13837.html

autor: František Martinek