Nya rapporter om att NASA:s rymdteleskop James Webb hittade tecken på liv på en avlägsen planet väckte förståeligt nog spänning. En ny studie utmanar detta fynd, men beskriver också hur teleskopet kan verifiera närvaron av den livsproducerade gasen.
UC Riverside-studien, publicerad i The Astrophysical Journal Letters , kan vara en besvikelse för utomjordiska entusiaster men utesluter inte möjligheten att upptäcka i den närmaste framtiden.
År 2023 kom det lockande rapporter om en biosignaturgas i atmosfären på planeten K2-18b, som verkade ha flera förhållanden som skulle göra livet möjligt.
Många exoplaneter, alltså planeter som kretsar kring andra stjärnor, är inte lätt att jämföra med jorden. Deras temperaturer, atmosfärer och klimat gör det svårt att föreställa sig jordliknande liv på dem.
K2-18b är dock lite annorlunda. "Den här planeten får nästan samma mängd solstrålning som jorden. Och om atmosfären tas bort som en faktor har K2-18b en temperatur nära jordens, vilket också är en idealisk situation för att hitta liv", säger UCR-projektets forskare och pappersförfattaren Shang-Min Tsai.
K2-18bs atmosfär är huvudsakligen väte, till skillnad från vår kvävebaserade atmosfär. Men det fanns spekulationer om att K2-18b har vattenhav, som jorden. Det gör K2-18b till en potentiellt "hyceansk" värld, vilket innebär en kombination av en väteatmosfär och vattenhav.
Förra året avslöjade ett Cambridge-team metan och koldioxid i atmosfären av K2-18b med hjälp av JWST – andra element som kan peka på tecken på liv.
"Det som var grädden på moset, när det gäller sökandet efter liv, är att förra året rapporterade dessa forskare en preliminär upptäckt av dimetylsulfid, eller DMS, i atmosfären på den planeten, som produceras av havets fytoplankton på jorden." sa Tsai. DMS är den huvudsakliga källan till luftburet svavel på vår planet och kan spela en roll vid molnbildning.
Eftersom teleskopdata var osäkra ville UCR-forskarna förstå om tillräckligt med DMS kunde ackumuleras till detekterbara nivåer på K2-18b, som är cirka 120 ljusår bort från jorden. Som med vilken planet som helst så långt borta är det omöjligt att få fysiska prover av atmosfäriska kemikalier.
"DMS-signalen från Webb-teleskopet var inte särskilt stark och dök bara upp på vissa sätt när man analyserade data," sa Tsai. "Vi ville veta om vi kunde vara säkra på vad som verkade vara en ledtråd om DMS."
Baserat på datormodeller som redogör för fysiken och kemin hos DMS, såväl som den vätebaserade atmosfären, fann forskarna att det är osannolikt att data visar närvaron av DMS. "Signalen överlappar kraftigt metan, och vi tror att det är bortom detta instruments förmåga att välja ut DMS från metan", sa Tsai.
Men forskarna tror att det är möjligt för DMS att ackumuleras till detekterbara nivåer. För att det ska hända skulle plankton eller någon annan livsform behöva producera 20 gånger mer DMS än vad som finns på jorden.
Att upptäcka liv på exoplaneter är en skrämmande uppgift, med tanke på deras avstånd från jorden. För att hitta DMS skulle Webb-teleskopet behöva använda ett instrument som bättre kan detektera infraröda våglängder i atmosfären än det som användes förra året. Lyckligtvis kommer teleskopet att använda ett sådant instrument senare i år, vilket definitivt avslöjar om DMS finns på K2-18b.
"De bästa biosignaturerna på en exoplanet kan skilja sig avsevärt från de vi finner vanligast på jorden idag. På en planet med en väterik atmosfär kan vi vara mer benägna att hitta DMS som skapats av liv istället för syre från växter och bakterier som på jorden", säger UCR-astrobiologen Eddie Schwieterman, en senior författare till studien.
Med tanke på hur komplicerat det är att leta långt borta planeter efter tecken på liv undrar vissa över forskarnas fortsatta motiv.
"Varför fortsätter vi att utforska kosmos efter tecken på liv? Föreställ dig att du campar i Joshua Tree på natten och du hör något. Din instinkt är att skina ett ljus för att se vad som finns där ute. Det är vad vi gör också, på ett sätt," sa Tsai.
Mer information: Biogena svavelgaser som biosignaturer på tempererade sub-Neptunus vattenvärldar, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI:10.3847/2041-8213/ad3801
Journalinformation: Astrophysical Journal Letters
Tillhandahålls av University of California - Riverside
