Почему «Джеймс Уэбб», возможно, никогда не сможет найти доказательства жизни на другой планете

Исследователи объявили о возможных признаках жизни на экзопланете K2-18b, обнаруженных космическим телескопом «Джеймс Уэбб» (JWST). Телескоп зафиксировал в атмосфере планеты пару химических веществ, которые на Земле производятся живыми организмами. Однако астрономы подчеркивают, что они нашли не жизнь, а лишь химические вещества, которые могут указывать на её присутствие. Это поднимает более масштабный вопрос: сможет ли JWST когда-либо достоверно обнаружить жизнь?

В новой статье планетолог Сара Сигер из MIT и её соавторы напоминают, насколько сложно JWST предоставить окончательные доказательства жизни на далёких экзопланетах. Статья «Перспективы обнаружения признаков жизни на экзопланетах в эпоху JWST» доступна на сервере препринтов arXiv и будет опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Авторы отмечают, что поиск признаков жизни с помощью JWST вступил в новую фазу, и обнаружение биосигнатурных газов методом трансмиссионной спектроскопии атмосфер экзопланет в принципе возможно для телескопа. Однако вопрос в надёжности таких обнаружений.

Проблема «серебряной пули»

Исследователи предлагают отказаться от идеи обнаружения в атмосфере «серебряной пули» — однозначного признака жизни. Основной вклад JWST — это построение более полного понимания экзопланет и их атмосфер. «Характеристика каменистых или субнептуновых экзопланет с помощью JWST — сложная задача, которая уводит нас от идеи поиска однозначного биосигнатурного газа», — пишут авторы.

Ограничения метода и звёзд-хозяев

Одна из трудностей для JWST при спектроскопии каменистых и субнептуновых планет заключается в том, что метод эффективен в основном для планет, вращающихся вокруг звёзд M-типа (красных карликов). Поскольку эти звёзды меньше, сигнал от транзитных экзопланет легче обнаружить.

Однако у M-карликов есть свои проблемы: они, как правило, более активны, чем солнцеподобные звёзды. «Их магнитная активность, более высокая, чем у звёзд солнечного типа, проявляется в виде звёздных пятен, факелов и вспышек, которые загрязняют спектры», — объясняют авторы. В известной системе TRAPPIST-1 (и у K2-18b) звезда M-типа загрязняет и подавляет трансмиссионные спектры планет.

Три критерия надёжности биосигнатуры

Интерпретация сигналов трансмиссионной спектроскопии сложна. Сигер и её коллеги выделяют три критерия для определения надёжности обнаружения биосигнатуры:

1. Обнаружение: Надёжен ли сигнал?
2. Атрибуция: Правильно ли спектральные особенности приписаны соответствующему газу(ам)?
3. Интерпретация: Насколько надёжны выведенные свойства планеты?

По мнению авторов, предварительное обнаружение DMS (диметилсульфида) и/или DMDS (диметилдисульфида) в атмосфере K2-18b не соответствует всем трём этим критериям.

Трезвый вывод

Авторы делают трезвый вывод: «Мы приходим к отрезвляющему осознанию того, что с помощью JWST мы, возможно, никогда не сможем окончательно заявить об открытии биосигнатурного газа в атмосфере экзопланеты».

Несмотря на это, JWST остаётся ключевым инструментом прогресса. Собирая больше наблюдений и данных, он вносит вклад в лучшее понимание экзопланет. Астрономы будут продолжать находить кандидатов в биосигнатуры, и каждое обнаружение будет пополнять базу знаний.

«В грядущие годы JWST останется флагманом этой эпохи открытий и войдет в историю как первый телескоп, сделавший первые конкретные шаги к ответу на вопрос: одиноки ли мы?»