Данные космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) показали, что экзопланета вокруг звезды в созвездии Льва имеет некоторые химические маркеры, которые на Земле связаны с живыми организмами. Но это смутные указания. Так насколько же вероятно, что на этой экзопланете обитает инопланетная жизнь? Экзопланеты — это миры, вращающиеся вокруг звезд, отличных от Солнца. Планета, о которой идет речь, называется K2-18b. Она названа так потому, что это была первая планета, вращающаяся вокруг красного карлика К2-18. Существует также K2-18c — вторая открытая планета. Сама звезда тусклее и холоднее Солнца, а это означает, что для того, чтобы получить тот же уровень света, что и мы на Земле, планета должна быть намного ближе к своей звезде, чем мы. Система находится на расстоянии примерно 124 световых лет, что близко к астрономическим показателям. Итак, каковы условия на этой экзопланете? На этот вопрос сложно ответить. У нас есть телескопы и методы, достаточно мощные, чтобы сказать нам, что представляет собой звезда и как далеко находится экзопланета, но мы не можем получить прямые изображения планеты. Однако мы можем разработать несколько основ.
Определение того, сколько света попадает на K2-18b, важно для оценки потенциала планеты для жизни. K2-18b вращается ближе к своей звезде, чем Земля: это примерно 16% расстояния от Земли до Солнца. Еще одно измерение, которое нам нужно, — это выходная мощность звезды: общее количество энергии, которую она излучает в секунду. Выходная мощность К2-18 составляет 2,3% от солнечной. Используя геометрию, мы можем определить, что K2-18b получает около 1,22 киловатта (кВт) солнечной энергии на квадратный метр. Это похоже на 1,36 кВт падающего света, который мы получаем на Земле. Хотя от К2-18 поступает меньше энергии, она выравнивается, поскольку планета ближе. Все идет нормально. Однако при расчете входящего света не учитываются облака и отражающая способность поверхности планеты. Когда мы рассматриваем жизнь на других планетах, популярным термином является обитаемая зона. Это означает, что при средней температуре поверхности вода будет находиться в жидком состоянии, поскольку это состояние считается необходимым для жизни. В 2019 году космический телескоп «Хаббл» определил, что на K2-18b имеются признаки водяного пара, что позволяет предположить, что на поверхности может присутствовать жидкая вода. В настоящее время считается, что на планете существуют большие океаны.
В то время это вызвало волну волнения, но без дополнительных доказательств это был просто интересный результат. Теперь у нас есть сообщения о том, что JWST обнаружил в атмосфере углекислый газ, метан и, возможно, соединение диметилсульфид (ДМС). Предварительное обнаружение ДМС имеет важное значение, поскольку на Земле он производится только водорослями. В настоящее время мы не знаем, каким образом он может быть создан естественным путем без формы жизни. Все эти признаки, похоже, позволяют предположить, что K2-18b может быть местом, куда можно отправиться в поисках инопланетной жизни. Однако это не так просто, поскольку мы понятия не имеем, насколько точны результаты. Метод, используемый для определения того, что находится в атмосфере экзопланеты, предполагает прохождение света от другого источника (обычно звезды или галактики) через край атмосферы, который затем мы наблюдаем. Любые химические соединения будут поглощать свет определенных длин волн, которые затем можно идентифицировать.
Представьте себе, что вы смотрите на лампочку через стеклянный стакан. Вы можете прекрасно видеть сквозь него, когда он пуст. Если вы наполните его водой, вы все равно сможете довольно хорошо видеть, но есть некоторые оптические эффекты и окраска, которые эквивалентны облакам водорода и пыли в космосе. Теперь представьте, что вы налили красный пищевой краситель — это может быть эквивалент основного химического компонента атмосферы планеты. Но большая часть атмосферы состоит из множества химических веществ. Эквивалент поиска любого из них — это все равно, что налить в стакан 50 — возможно, даже больше — цветных пищевых красителей в разных количествах и попытаться определить, сколько в нем присутствует одного конкретного цвета. Это невероятно сложная задача, в которой есть много места для субъективных оценок и ошибок. Кроме того, свет, проходящий через атмосферу, содержит сигнал о химических компонентах звезды, что еще больше усложняет анализ.
Всего несколько лет назад возник всплеск интереса к тому, существует ли жизнь на Венере, поскольку наблюдения показали наличие газа фосфина, который могут производить микробы. Однако позже этот вывод был успешно опровергнут несколькими исследованиями. Если с астрономической точки зрения может возникнуть путаница относительно того, что находится в атмосфере планеты, которая находится по соседству, легко понять, почему анализ планеты, которая находится во много раз дальше, является трудной задачей. Шансы на существование жизни на экзопланете K2-18b невелики, но не невозможны. Эти результаты, скорее всего, не изменят ничьих мнений или убеждений о внеземной жизни. Вместо этого они демонстрируют развивающуюся способность заглядывать в чужие миры и находить больше информации. Возможности JWST не только в создании невероятных изображений, но и в предоставлении более подробных и точных данных о самих небесных объектах. Знание того, на каких экзопланетах есть вода, а на каких нет, может дать информацию о том, как образовалась Земля. Изучение атмосфер газовых гигантов-экзопланет может помочь в изучении подобных миров Солнечной системы, таких как Юпитер и Сатурн. А определение уровней CO2 показывает, как экстремальный парниковый эффект может повлиять на планету. В этом заключается реальная сила изучения состава планетных атмосфер.
