Телескоп «Джеймс Уэбб» способен обнаружить признаки жизни на чужих «гикеанских» мирах-океанах
Если такие миры существуют, они могут оказаться одними из самых распространенных обитаемых планет в галактике.
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) может быть способен обнаружить ключевой признак жизни на далеких планетах, называемых гикеанскими мирами. Это новый класс экзопланет, потенциально покрытых жидкой водой и обладающих богатой водородом атмосферой. Ученые полагают, что если жизнь на таких планетах существует, JWST сможет ее найти.
Что такое гикеанские миры?
Термин «гикеанский» (Hycean) — это сочетание слов «водород» (hydrogen) и «океан» (ocean). Он описывает гипотетический тип планет:
* Они крупнее Земли, но меньше Нептуна (относятся к категориям суперземель или мини-нептунов).
* Предполагается, что они полностью покрыты океанами жидкой воды.
* Их атмосферы богаты водородом.
Такие условия отличаются от земных. Однако они могут быть благоприятны для возникновения и поддержания жизни.
Почему гикеанские миры перспективны для поиска жизни?
Моделирование показывает, что на гикеанских мирах условия для существования жидкой воды могут сохраняться в гораздо более широком диапазоне расстояний от их звезд, чем на землеподобных планетах. Их плотные водородные атмосферы создают сильный парниковый эффект. Это позволяет воде оставаться жидкой даже на планетах, получающих мало света от своей звезды, или, наоборот, на тех, что находятся очень близко к ней.
«По сути, когда мы искали жизнь в других местах, мы в основном искали планеты, похожие на Землю,» — говорит Никку Мадхусудхан, астрофизик из Кембриджского университета. «Но мы думаем, что гикеанские планеты предлагают лучшие шансы найти несколько следов биосигнатур.»
Ключевая биосигнатура: Диметилсульфид
Одной из самых многообещающих биосигнатур, которую JWST может обнаружить в атмосферах гикеанских миров, является диметилсульфид (ДМС).
* На Земле ДМС производят почти исключительно живые организмы, особенно фитопланктон в океанах.
* Он отвечает за характерный «запах моря».
* Большая часть ДМС в атмосфере Земли имеет биологическое происхождение.
Ученые считают, что найти ДМС в атмосфере экзопланеты было бы веским доказательством наличия там жизни. Пока не известно надежных небиологических процессов, способных производить ДМС в обнаруживаемых количествах.
Как JWST ищет жизнь?
Телескоп «Джеймс Уэбб» оснащен инструментами для спектроскопии. Когда экзопланета проходит перед своей звездой (транзит), свет звезды просвечивает сквозь атмосферу планеты. Анализируя спектр этого света, ученые могут определить, какие химические элементы и молекулы присутствуют в атмосфере. Именно так JWST ищет ДМС и другие потенциальные биосигнатуры.
Цель наблюдений: K2-18 b
Один из главных кандидатов для таких наблюдений — экзопланета K2-18 b. Она находится примерно в 120 световых годах от Земли. Эта планета примерно в 8,6 раз массивнее Земли и вращается в обитаемой зоне своей звезды — красного карлика.
В 2023 году предварительные наблюдения с помощью JWST дали интригующие намеки на возможное присутствие ДМС в атмосфере K2-18 b. Однако эти данные требуют подтверждения. Для этого запланированы дополнительные, более длительные наблюдения.
Трудности и осторожность
Обнаружение ДМС — чрезвычайно сложная задача. Молекула должна присутствовать в достаточно высокой концентрации, чтобы JWST смог ее зафиксировать. Кроме того, всегда существует вероятность, что неизвестные нам геологические или химические процессы на других планетах могут имитировать биосигнатуры.
Поэтому ученые подчеркивают необходимость осторожного подхода. Даже если JWST обнаружит ДМС на K2-18 b или другой гикеанской планете, потребуется собрать множество дополнительных данных и исключить все возможные небиологические объяснения, прежде чем можно будет говорить об открытии внеземной жизни.
Тем не менее, возможность найти жизнь на этих далеких водных мирах невероятно захватывающая. Если гикеанские экзопланеты действительно распространены и обитаемы, это может означать, что жизнь во Вселенной встречается гораздо чаще, чем мы думали раньше. Работа JWST открывает новую эру в исследовании миров за пределами Солнечной системы.