Эти химические вещества были обнаружены в атмосфере экзопланеты под названием K2-18b, которая находится на расстоянии 124 световых лет от Земли и вращается вокруг своей звезды в обитаемой зоне — области вокруг звезды, где на поверхности планеты может существовать жидкая вода, — говорится в новом исследовании, опубликованном 17 апреля в журнале The Astrophysical Journal Letters.

На Земле эти молекулы — диметилсульфид (DMS) и диметилдисульфид (DMDS) — производятся только живыми организмами, такими как морские водоросли и другие микробы. До сих пор DMS и DMDS не были точно обнаружены в атмосферах других планет или лун. Хотя теоретически возможно образование этих химических веществ без присутствия жизни, они считаются потенциальными биосигнатурами на других мирах.

«Наши результаты дают новые независимые доказательства возможности существования биосферы на K2-18 b» и «представляют собой важный шаг вперед в поиске признаков жизни на экзопланетах», — пишут исследователи в своей работе.

K2-18b, которая в 2,6 раза больше нашей планеты и в 8,6 раза больше по массе, предположительно является «гианским миром», то есть потенциально имеет океан на всю планету и атмосферу, богатую водородом.

В предыдущей работе , опубликованной в 2023 году, та же группа исследователей обнаружила в атмосфере планеты метан (CH₄) и углекислый газ (CO₂), что стало первым случаем обнаружения молекул на основе углерода в атмосфере экзопланеты, находящейся в обитаемой зоне своей звезды. Ученые также обнаружили потенциальные признаки DMS. Однако уровень DMS имел «низкую статистическую значимость», поэтому исследователи не могли быть уверены, что он действительно присутствует.

«Мы не знали наверняка, был ли сигнал, который мы видели в прошлый раз, связан с DMS, но только намек на него был достаточно захватывающим для нас, чтобы еще раз посмотреть на него с помощью JWST, используя другой инструмент», — сказал Никку Мадхусудхан, профессор астрофизики Кембриджского университета и ведущий автор обоих исследований в своем заявлении.

В последнем исследовании ученые обнаружили, что новые измерения атмосферы планеты, сделанные прибором Mid-InfraRed Instrument (MIRI) JWST, показывают специфические особенности, которые могут быть объяснены только присутствием либо DMS, либо DMDS. Из-за сходства этих двух молекул они выглядят очень похожими в измерениях, которые JWST проводит с атмосферами экзопланет, поэтому трудно сказать, какая молекула присутствует в большем количестве.

«Это независимое доказательство, использующее другой инструмент, чем мы делали раньше, и другой диапазон длин волн света, где нет совпадения с предыдущими наблюдениями», — сказал Мадхусудхан. «Сигнал пришел сильный и четкий».

Исследователи отметили, что уровень содержания DMS и/или DMDS в атмосфере может достигать 10 частей на миллион по объему, что намного выше, чем на Земле, где он составляет менее одной части на миллиард по объему.

Исследователи заявили, что эти наблюдения достигли уровня значимости «три сигмы». Это означает, что вероятность того, что они произошли случайно, составляет всего 0,3%. Для подтверждения открытия ученым обычно требуется пятисигмальный уровень значимости, при котором вероятность случайного совпадения составляет менее 0,00006%.

Известно, что DMS и DMDS не образуются в больших количествах в результате небиологических процессов на Земле, поэтому их обнаружение в таких больших количествах на K2-18b является важным показателем потенциального присутствия жизни.

«Учитывая все, что мы знаем об этой планете, гигантский мир с океаном, кишащим жизнью, — это сценарий, который лучше всего соответствует имеющимся у нас данным», — сказал Мадхусудхан.

Исследователи говорят, что необходимо провести больше измерений, чтобы достичь пятисигмальной значимости, а также различить присутствие DMS и DMDS. Они надеются провести эти измерения в ближайшее время, как только им удастся заставить JWST посмотреть на эту экзопланету еще несколько часов. Они также отметили, что присутствие DMS и/или DMDS могло возникнуть в результате пока неизвестных химических реакций, не связанных с жизнью, что они надеются проверить экспериментально.

«Важно, чтобы мы с глубоким скептицизмом относились к собственным результатам, потому что только проверяя и проверяя их снова, мы сможем достичь уверенности в них», — сказал Мадхусудхан. «Именно так и должна работать наука».

Открытие потенциальных биосигнатур на K2-18b открывает захватывающие перспективы для поиска жизни за пределами Земли. Обнаружение DMS и DMDS, химических веществ, тесно связанных с биологическими процессами на нашей планете, наводит на мысль о возможности существования жизни в океанах этой далекой экзопланеты. Однако ученые подчеркивают необходимость дальнейших исследований и измерений для подтверждения этих первоначальных результатов и исключения небиологических объяснений.

В будущих наблюдениях с помощью JWST ученые планируют получить более точные данные об атмосферном составе K2-18b, что позволит им отличить DMS от DMDS и определить их относительное содержание. Это поможет им лучше понять химические процессы, происходящие в атмосфере планеты, и оценить вероятность биологического происхождения обнаруженных молекул. Кроме того, будут проведены лабораторные эксперименты для исследования возможности образования DMS и DMDS в абиотических условиях, чтобы исключить альтернативные сценарии.

Помимо K2-18b, JWST продолжит исследовать другие экзопланеты в поисках признаков жизни. Благодаря своей беспрецедентной чувствительности и разрешающей способности, телескоп способен обнаруживать даже самые слабые сигналы, исходящие от далеких миров. Ожидается, что в ближайшие годы JWST предоставит ценную информацию об атмосферах экзопланет, их составе и потенциальной обитаемости.

Поиск внеземной жизни — это сложная и многогранная задача, требующая междисциплинарного подхода и сотрудничества между учеными разных специальностей. Астрономы, химики, биологи и геологи работают вместе, чтобы разработать эффективные стратегии обнаружения и идентификации биосигнатур на экзопланетах. Открытие потенциальных признаков жизни на K2-18b является важным шагом на этом пути и вдохновляет ученых на дальнейшие исследования.

В конечном итоге, ответ на вопрос о том, одиноки ли мы во Вселенной, может изменить наше понимание жизни и нашего места в космосе. Продолжающиеся исследования экзопланет и разработка новых технологий, таких как JWST, дают надежду на то, что в будущем мы сможем найти неопровержимые доказательства существования жизни за пределами Земли.