Астрономы в восторге от CO2 и метана в атмосфере K2-18b
Мы одни? Этот вопрос почти так же стар, как само человечество. Сегодня этот вопрос в астрономии сосредоточен на поиске жизни за пределами нашей планеты. Одиноки ли мы как вид и как планета? Или есть жизнь где-то еще? Обычно этот вопрос вызывает видения странных зеленых версий людей. Однако жизнь – это больше, чем просто мы: животные, рыбы, растения и даже бактерии – это все те вещи, признаки которых мы ищем в космосе. Жизнь на Земле имеет одну особенность: она оставляет следы в химическом составе атмосферы. Таким образом, подобные следы, видимые издалека, — это то, что мы ищем, когда охотимся на инопланетян. Ученые из Великобритании и США только что сообщили об очень интересных химических следах в атмосфере планеты K2-18b, которая находится примерно в 124 световых годах от Земли. В частности, они могли обнаружить вещество, которое на Земле производят только живые существа.
K2-18b — интересная экзопланета, планета, вращающаяся вокруг другой звезды. Обнаруженная в 2015 году миссией К2 космического телескопа «Кеплер», это тип планеты, называемый субнептуном. Как вы, наверное, догадались, они меньше Нептуна в нашей Солнечной системе. Планета примерно в восемь с половиной раз тяжелее Земли и вращается вокруг звезды, называемой красным карликом, которая намного холоднее нашего Солнца. Однако K2-18b вращается гораздо ближе к своей звезде, чем Нептун, — в том, что мы называем обитаемой зоной. Это область, где не слишком жарко и не слишком холодно, где может существовать жидкая вода (вместо того, чтобы замерзать до состояния льда или превращаться в пар). Землю называют каменистой планетой (по очевидным причинам), но субнептуны — это газовые планеты с гораздо большей атмосферой, содержащей много водорода и гелия. Их атмосфера может содержать и другие элементы. Это подводит нас к ажиотажу вокруг K2-18b.
Планета была впервые обнаружена космическим телескопом «Кеплер», который следил за далекими звездами и надеялся, что перед ними пройдут планеты. Когда между нами и звездой проходит планета, звезда на мгновение становится тусклее — и это говорит нам о том, что планета существует. Измерив, насколько велико падение яркости, сколько времени требуется планете, чтобы пройти перед звездой и как часто это происходит, мы можем определить размер и орбиту планеты. Этот метод отлично подходит для поиска планет, но он не говорит нам об их атмосферах, а это ключевая информация, позволяющая понять, есть ли на них жизнь или они пригодны для жизни. Космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба — большой космический телескоп, запущенный в конце 2021 года, — теперь наблюдал и измерял атмосферу этой экзопланеты. Телескоп сделал это, измерив цвет света настолько точно, что смог обнаружить следы определенных атомов и молекул. Этот процесс, называемый спектроскопией, подобен измерению отпечатков пальцев элементов.
Каждый элемент и молекула имеет свою цветовую подпись. Если вы посмотрите на цветовую подпись, вы сможете провести небольшую детективную работу и выяснить, какие элементы или соединения присутствуют на планете. Хотя у планеты нет собственного света, астрономы дождались момента, когда K2-18b прошел перед ее звездой, и измерили звездный свет, когда он проходил через атмосферу планеты, что позволило команде обнаружить следы веществ в атмосфере. Новое исследование обнаружило много углекислого газа и метана. Это интересно, поскольку похоже на то, что встречается на Земле, Марсе и Венере в нашей Солнечной системе, а не на Нептуне. Однако было также обнаружено небольшое количество диметилсульфида. Диметилсульфид — интересная молекула, состоящая из углерода, водорода и серы. На Земле вообще немного вонючее. Но это также тесно связано с жизнью. Единственный известный нам процесс, который создает диметилсульфид на нашей планете, — это жизнь. В частности, морские обитатели и планктон выделяют его в виде метеоризма. Так что да, учёных воодушевляет потенциальная идея об инопланетных морских пукателях. Если это реально. И связан с жизнью.
Если на Земле диметилсульфид связан с жизнью, то на других планетах он может каким-то образом быть связан с геологическими или химическими процессами. В конце концов, K2-18b — это что-то вроде Нептуна — планеты, о которой мы мало что знаем. Только в прошлом месяце исследователи обнаружили, что облака на Нептуне тесно связаны с 11-летним циклом активности Солнца. Нам еще многое предстоит узнать о планетах и их атмосферах. Кроме того, измерение диметилсульфида очень тонкое — не такое сильное, как углекислый газ и метан. Это означает, что необходимы более детальные измерения для улучшения мощности сигнала. Возможно, другим телескопам придется присоединиться к этим усилиям. Приборы Очень Большого Телескопа в Чили способны измерять атмосферы планет вокруг других звезд, как и новый инструмент Veloce на Англо-Австралийском Телескопе в обсерватории Сайдинг-Спринг в Австралии. А новые космические телескопы, такие как строящийся европейский PLATO, также помогут нам лучше рассмотреть инопланетные атмосферы. Таким образом, хотя признаки диметилсульфида на K2-18b, возможно, и не связаны с жизнью, они по-прежнему представляют собой захватывающую перспективу. Есть еще много интересного для изучения.
