16 апреля 2025 года группа астрономов из Кембриджа объявила, что в процессе изучения планетной системы в созвездии Льва они обнаружили повторные доказательства наличия в атмосфере диметилсульфида (CH3SCH3), который на Земле вырабатывается только живыми организмами. Именно это вещество дает не очень приятный запах при варке ряда овощей (кукурузы, капусты, свеклы), рыбы и морепродуктов.
В апреле 2024 года космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) почти шесть часов наблюдал за звездой, вокруг которой вращается планета K2-18b. За это время она прошла перед ней. Такой проход астрономы называют транзитом. Звездный свет, проходящий через атмосферу транзитной планеты, позволил телескопу проследить спектральные линии компонентов атмосферы.
Сравнивая эти «отпечатки» с 20 различными молекулами, которые можно было бы обнаружить в атмосфере экзопланеты, астрономы пришли к выводу, что наиболее вероятным кандидатом является диметилсульфид, который считается потенциальным индикатором жизни.
Каталожный индекс K2-18b означает, что это первая планета в 18-й планетной системе, обнаруженной в рамках расширенной миссии НАСА «Кеплер», K2. Астрономы присваивают первой планете в системе обозначение «b», а не «a», поскольку первая буква алфавита автоматически остается за материнской звездой. Если звездная система парная, первой планете достается литера c.
K2-18b находится чуть более чем в 120 световых годах от Земли — в галактических масштабах этот мир практически у нас под боком. Хотя астрономы очень мало знают о ней, известно, что она значительно отличается от нашей планеты. Год там длится всего 33 земных дня. Масса в 8,6 раза больше, чем у Земли, а объем больше в 18 раз. Это означает, что ее плотность в два раза меньше. Другими словами, на ней должно быть много воды, или же у нее очень большая атмосфера.
Астрономы считают, что этот мир может быть либо уменьшенной версией Нептуна в нашей Солнечной системе, так называемым мини-Нептуном или газовым карликом, либо планетой земного каменистого типа без воды, но с мощной водородной атмосферой.
Еще один экзотический вариант, недавно предложенный астрономом Кембриджского университета Никку Мадхусудхан, заключается в том, что планета является «гикеанским миром» (hycean world, соединение слов hydrogen и ocean).
Планета-гикеан предполагает структуру «водород над океаном». Гипотетические водородные миры — это планеты с глобальными океанами, которые во много раз глубже, чем океаны Земли, и совершенно без континентов. Над океанами находится водородная атмосфера высотой в тысячи километров.
Астрономы пока не знают наверняка, существуют ли во Вселенной гикеанские миры, но модели того, как они могли бы выглядеть, соответствуют ограниченным данным, которые JWST и другие телескопы собрали о K2-18b.
Вот тут-то и начинается самое интересное. Мини-Нептуны вряд ли пригодны для жизни, потому что на них, скорее всего, нет жидкой воды, а на внутренних поверхностях огромное давление. Но на планете-гиганте земного типа вполне может оказаться большой океан жидкой воды и умеренный климат. Средняя температура на поверхности оценивается в 265 ± 5 K (5-13°C ниже нуля), но это предварительная оценка. Не исключено что из-за растворенных в воде солей или термальных вод океаны там не замерзают вообще. Могут ли гигантские планеты быть пригодными для жизни?
В 2023 году авторы исследования использовали коротковолновую инфракрасную камеру космического телескопа «Джеймс Уэбб» для изучения звездного света, который впервые был зафиксирован в атмосфере K2-18b.
Они обнаружили доказательства присутствия двух простых углеродсодержащих молекул — угарного газа и метана — и показали, что в верхних слоях атмосферы планеты нет водяного пара. Такой состав атмосферы допускает, что K2-18b может быть миром с гидросферой. В мире с гидросферой вода задерживалась бы в более глубоких и теплых слоях атмосферы, ближе к океанам, чем в верхних слоях атмосферы, которые исследовались с помощью JWST.
Но данные также показали наличие дополнительного, очень слабого сигнала, который соответствует газообразному веществу под названием диметилсульфид. На Земле он в больших количествах вырабатывается морскими водорослями. У него нет естественных небиологических источников, во всяком случае на Земле.
Обнаружение сигнала диметилсульфида произвело фурор среди астрономов. В самом деле, на планете, которая, возможно, имеет огромный океан, есть газ биологического происхождения. Это ли не доказательства внеземной жизни?
Но постепенно первоначальное ликование сошло. Хотя результаты были впечатляющими, некоторые астрономы отметили, что наблюдаемый сигнал диметилсульфида был слабым, и что природа K2-18b как гиперземли (гигантской силикатной планеты земного типа) очень сомнительна.
Команда Мадхусудхана вернулась к JWST год спустя. На этот раз они использовали камеру, которая регистрирует другой диапазон длин волн. Новые результаты, обнародованные 16 апреля 2025 года, подтвердили их первоначальные выводы. Диметилсульфид в атмосфере K2-18b есть, хотя сигнал по-прежнему остается достаточно слабым.
Значит ли это, что ученые обнаружили жизнь на другой планете? Возможно, но мы все еще не можем быть в этом уверены. Во-первых, действительно ли на K2-18b есть водный океан под толстой атмосферой? Астрономам следует это проверить. Во-вторых, действительно ли сигнал, зафиксированный двумя камерами с разницей в два года, исходит от диметилсульфида? Чтобы убедиться в этом, ученым понадобятся более точные измерения и дополнительные наблюдения за атмосферой планеты.
В-третьих, если это действительно диметилсульфид, значит ли это, что там есть жизнь, и газ имеет биологическое происхождение? Это, пожалуй, самый сложный вопрос для ответа. Существование жизни невозможно обнаружить с помощью существующих технологий. Астрономам нужно будет оценить и исключить все другие возможные варианты происхождения диметилсульфида.
Новые измерения могут привести исследователей к историческому открытию. Однако остаются важные неопределенности. Астробиологам потребуется гораздо более глубокое понимание K2-18b и подобных ей миров, прежде чем они смогут с уверенностью заявить о наличии диметилсульфида и его интерпретации как безусловного признака жизни.
Независимо от природы K2-18b, которая рано или поздно будет обязательно разгадана, результаты проведенных наблюдений показывают, что JWST — незаменимый инструмент астробиологов всего мира.
О том, что представляют собой газовые карлики, можно прочитать в материале, посвященном открытию одного из них. Правда, жизни там точно нет.
