Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) ανακάλυψε στοιχεία μορίων με βάση τον άνθρακα στην ατμόσφαιρα ενός ύποπτου ωκεάνιου κόσμου.
Ο εξωηλιακός πλανήτης ή εξωπλανήτης γνωστός ως K2–18 b είναι ένας δελεαστικός στόχος για τους αστρονόμους καθώς αναζητούν ζωή πέρα από το ηλιακό σύστημα, καθώς προηγούμενες έρευνες και παρατηρήσεις με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble έχουν δείξει ότι ο πλανήτης θα μπορούσε να είναι ένας ωκεανός ή ” Ο κόσμος του Hycean είναι γεμάτος με υγρό νερό – ένα ζωτικό συστατικό για τη ζωή. Το K2–18 b έχει ακτίνα από δύο έως τρεις φορές μεγαλύτερη από τη Γη και βρίσκεται 120 έτη φωτός μακριά από το ηλιακό σύστημα.
Τα νέα αποτελέσματα έδειξαν ίχνη διοξειδίου του άνθρακα και μεθανίου στην ατμόσφαιρα του K2-18 b χωρίς να ανιχνεύεται αμμωνία, κάτι που πιθανώς υποδεικνύει έναν ωκεανό νερού κάτω από μια ατμόσφαιρα πλούσια σε υδρογόνο.
«Τα ευρήματά μας υπογραμμίζουν τη σημασία της εξέτασης διαφορετικών κατοικήσιμων περιβαλλόντων στην αναζήτηση ζωής αλλού», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της έρευνας και επιστήμονας του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, Nikku Madhusudhan. «Παραδοσιακά, η αναζήτηση ζωής σε εξωπλανήτες έχει επικεντρωθεί κυρίως σε μικρότερους βραχώδεις πλανήτες, αλλά οι μεγαλύτεροι κόσμοι του Υκείου είναι σημαντικά πιο ευνοϊκοί για ατμοσφαιρικές παρατηρήσεις».
Σχετικό: Πώς το Παρατηρητήριο Habitable Worlds της NASA θα αναζητήσει εξωπλανήτες για σημάδια εξωγήινης ζωής
Με μάζα περίπου 8,6 φορές μεγαλύτερη από τη Γη και βρίσκεται στην κατοικήσιμη ζώνη του δροσερού άστρου του —την περιοχή που δεν είναι ούτε πολύ ζεστή ούτε πολύ κρύα για να φιλοξενήσει υγρό νερό— ο K2–18 b είναι ένα παράδειγμα πλανήτη με μέγεθος μεταξύ της Γης και του ηλιακού ο γίγαντας του συστήματος πάγου Ποσειδώνα. Αυτοί οι κόσμοι αναφέρονται ως «υπο-Ποσειδώνες» και δεν μοιάζουν με κανέναν πλανήτη του ηλιακού συστήματος, γεγονός που τους κάνει κάτι σαν μυστήριο για τους αστρονόμους, οι οποίοι επί του παρόντος συζητούν τη φύση της ατμόσφαιράς τους.
Αυτή η έρευνα θα βοηθήσει στην έναρξη της άρσης του πέπλου που περιβάλλει τις ατμόσφαιρες και τις περιβαλλοντικές συνθήκες τόσο των υπο-Ποσειδώνων όσο και των Υκεανών κόσμων.
Είναι αυτή η απόδειξη ύπαρξης ζωής έξω από το ηλιακό σύστημα;
Εκτός από την ανάδειξη μορίων άνθρακα, τα ευρήματα του JWST έδειξαν επίσης την πιθανή παρουσία κάτι δυνητικά πιο συναρπαστικό στην ατμόσφαιρα του K2–18 b.
Το διαστημικό τηλεσκόπιο φαίνεται να έχει ανιχνεύσει διμεθυλοσουλφίδιο (DMS), το οποίο στη Γη παράγεται μόνο ως υποπροϊόν της ζωής, που δημιουργείται κυρίως από φυτοπλαγκτόν. Η ομάδα είναι προσεκτική σχετικά με αυτήν την ανίχνευση, η οποία είναι πολύ λιγότερο βέβαιη από την παρουσία μορίων άνθρακα. «Οι επερχόμενες παρατηρήσεις Webb θα πρέπει να είναι σε θέση να επιβεβαιώσουν εάν το DMS είναι πράγματι παρόν στην ατμόσφαιρα του K2–18 b σε σημαντικά επίπεδα», εξήγησε ο Madhusudhan.
Αυτή η αίσθηση προσοχής πρέπει να εφαρμόζεται στα ευρήματα K2–18 b γενικά όταν πρόκειται για εικασίες για εξωγήινη ζωή. Ακόμα κι αν ο πλανήτης έχει έναν ωκεανό σε υγρό νερό και μια ατμόσφαιρα που περιέχει μόρια άνθρακα, αυτό δεν σημαίνει απαραίτητα ότι φιλοξενεί ζωή ή ότι ο εξωπλανήτης θα μπορούσε να υποστηρίξει ακόμη και ζωντανά πράγματα.
Με πλάτος περίπου 2,6 φορές μεγαλύτερο από αυτό της Γης, το μέγεθος του πλανήτη σημαίνει ότι το εσωτερικό του περιέχει πάγο υψηλής πίεσης παρόμοιο με τον Ποσειδώνα, αλλά με πιο λεπτή ατμόσφαιρα και επιφάνεια ωκεανού. Αυτό σημαίνει ότι ο πλανήτης μπορεί να βράζει υγρό νερό, καθιστώντας τους ωκεανούς του πολύ ζεστούς για να φιλοξενήσει ζωή.
Πώς είδε το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb μέσα από έναν ωκεάνιο κόσμο
Το γράφημα δείχνει τα φάσματα του εξωπλανήτη K2-18 b από το NIRISS και το NIRSpec με τη μορφή γραφήματος, με τον κάθετο άξονα y να φέρει την ένδειξη Amount of Light Blocked και τον οριζόντιο άξονα με την ένδειξη Wavelength of Light (μικρά). Τα φάσματα σχεδιάζονται ως κουκκίδες με κάθετες μικρές κατακόρυφες γραμμές σε όλο το οικόπεδο, με το καλύτερο μοντέλο ως μπλε οδοντωτή λευκή γραμμή. Υπάρχουν πράσινες, κίτρινες και γαλάζιες κάθετες στήλες ποικίλου πάχους διάσπαρτες σε όλο το οικόπεδο που υποδεικνύουν τις διακυμάνσεις στην Η γραμμή αντιπροσωπεύει την παρουσία μεθανίου, διοξειδίου του άνθρακα και διμεθυλοσουλφιδίου, αντίστοιχα. Πίσω από το γράφημα είναι μια απεικόνιση του πλανήτη και του αστεριού.
Το γράφημα δείχνει τα φάσματα του εξωπλανήτη K2-18 b από το NIRISS και το NIRSpec με τη μορφή γραφήματος, με τον κάθετο άξονα y να φέρει την ένδειξη Amount of Light Blocked και τον οριζόντιο άξονα με την ένδειξη Wavelength of Light (μικρά). Τα φάσματα σχεδιάζονται ως κουκκίδες με κάθετες μικρές κατακόρυφες γραμμές σε όλο το οικόπεδο, με το καλύτερο μοντέλο ως μπλε οδοντωτή λευκή γραμμή. Υπάρχουν πράσινες, κίτρινες και γαλάζιες κάθετες στήλες ποικίλου πάχους διάσπαρτες σε όλο το οικόπεδο που υποδεικνύουν τις διακυμάνσεις στην Η γραμμή αντιπροσωπεύει την παρουσία μεθανίου, διοξειδίου του άνθρακα και διμεθυλοσουλφιδίου, αντίστοιχα. Πίσω από το γράφημα είναι μια απεικόνιση του πλανήτη και του αστεριού. Περισσότερα
Η αξιολόγηση της σύνθεσης της ατμόσφαιρας μακρινών κόσμων όπως το K2–18 b δεν είναι εύκολη υπόθεση, επειδή το φως που αντανακλάται από τις ατμόσφαιρές τους είναι πολύ ασθενές σε σύγκριση με το φως από τα μητρικά τους αστέρια. Ο Madhusudhan και η ομάδα το έκαναν αυτό για το K2–18 b περιμένοντας τον πλανήτη να διασχίσει την όψη του αστεριού του από την οπτική γωνία του JWST. Αυτό σημαίνει ότι το φως του μητρικού του αστέρα λάμπει απευθείας μέσα από την ατμόσφαιρα του πλανήτη.
Τα χημικά στοιχεία και οι ενώσεις απορροφούν και εκπέμπουν φως σε συγκεκριμένα και χαρακτηριστικά μήκη κύματος, πράγμα που σημαίνει ότι όταν βρίσκονται στην ατμόσφαιρα ενός πλανήτη, αφήνουν ένα διακριτικό «δαχτυλικό αποτύπωμα» στο αστρικό φως – τα «φάσματα» του άστρου – καθώς διέρχεται από αυτήν την ατμόσφαιρα.
«Αυτό το αποτέλεσμα ήταν δυνατό μόνο λόγω του εκτεταμένου εύρους μήκους κύματος και της άνευ προηγουμένου ευαισθησίας του JWST, που επέτρεψε την ισχυρή ανίχνευση φασματικών χαρακτηριστικών με δύο μόνο διελεύσεις», εξήγησε ο Madhusudhan. «Για σύγκριση, μια παρατήρηση διέλευσης με το JWST παρείχε συγκρίσιμη ακρίβεια με οκτώ παρατηρήσεις με το Hubble που διεξήχθησαν σε λίγα χρόνια και σε σχετικά στενό εύρος μήκους κύματος».
Τα ευρήματα της ομάδας αντικατοπτρίζουν δεδομένα που συλλέχθηκαν από το JWST κατά τη διάρκεια μόλις δύο διελεύσεων του K2–18 b κατά μήκος του προσώπου του μητρικού του αστέρα. Περισσότερες παρατηρήσεις του εξωπλανήτη είναι καθ’ οδόν, αλλά η ομάδα πίσω από αυτά τα ευρήματα πιστεύει ότι αυτό που έχει δει μέχρι στιγμής είναι ήδη απόδειξη της δύναμης του JWST, με μόνο μία διέλευση ικανή να παραδώσει όσα δεδομένα θα μπορούσε να αποκομίσει το Hubble σε οκτώ παρόμοια διελεύσεις.
Η ομάδα θα συνεχίσει τώρα να παρατηρεί το K2–18 b με το JWST, και το όργανο μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας (MIRI), ειδικότερα, καθώς στοχεύει να επικυρώσει τα ευρήματά της και επίσης να συγκεντρώσει περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις περιβαλλοντικές συνθήκες στον εξωπλανήτη.
«Ο απώτερος στόχος μας είναι ο εντοπισμός της ζωής σε έναν κατοικήσιμο εξωπλανήτη, ο οποίος θα μεταμορφώσει την κατανόησή μας για τη θέση μας στο σύμπαν», κατέληξε ο Madhusudhan. “Τα ευρήματά μας είναι ένα πολλά υποσχόμενο βήμα προς μια βαθύτερη κατανόηση των κόσμων του Υκείου σε αυτήν την αναζήτηση.”
Η έρευνα της ομάδας έγινε δεκτή για δημοσίευση στο Astrophysical Journal Letters.
