Recente berichten over NASA's James Webb-ruimtetelescoop die tekenen van leven op een verre planeet vond, veroorzaakten begrijpelijkerwijs opwinding. Een nieuwe studie betwist deze bevinding, maar schetst ook hoe de telescoop de aanwezigheid van het door leven geproduceerde gas zou kunnen verifiëren.

Het UC Riverside-onderzoek, gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters , kan een teleurstelling zijn voor buitenaardse enthousiastelingen, maar sluit de mogelijkheid van ontdekking in de nabije toekomst niet uit.

In 2023 waren er verleidelijke berichten over een biosignatuurgas in de atmosfeer van planeet K2-18b, dat verschillende omstandigheden leek te hebben die leven mogelijk zouden maken.

Veel exoplaneten, dat wil zeggen planeten die rond andere sterren draaien, zijn niet gemakkelijk vergelijkbaar met de aarde. Hun temperaturen, atmosferen en klimaten maken het moeilijk om leven op aarde voor te stellen.

K2-18b is echter een beetje anders. "Deze planeet krijgt bijna dezelfde hoeveelheid zonnestraling als de aarde. En als de atmosfeer als factor wordt verwijderd, heeft K2-18b een temperatuur die dicht bij die van de aarde ligt, wat ook een ideale situatie is om leven te vinden", zegt UCR-projectwetenschapper. en papierauteur Shang-Min Tsai.

De atmosfeer van K2-18b bestaat voornamelijk uit waterstof, in tegenstelling tot onze op stikstof gebaseerde atmosfeer. Maar er werd gespeculeerd dat K2-18b net als de aarde wateroceanen heeft. Dat maakt K2-18b tot een potentieel ‘Hyceaanse’ wereld, wat een combinatie betekent van een waterstofatmosfeer en wateroceanen.

Vorig jaar onthulde een team uit Cambridge met behulp van JWST methaan en koolstofdioxide in de atmosfeer van K2-18b – andere elementen die zouden kunnen wijzen op tekenen van leven.

"Wat de kers op de taart was, in termen van de zoektocht naar leven, is dat deze onderzoekers vorig jaar een voorlopige detectie rapporteerden van dimethylsulfide, of DMS, in de atmosfeer van die planeet, dat wordt geproduceerd door oceaanfytoplankton op aarde," zei Tsai. DMS is de belangrijkste bron van zwavel in de lucht op onze planeet en kan een rol spelen bij de vorming van wolken.

Omdat de telescoopgegevens niet doorslaggevend waren, wilden de UCR-onderzoekers begrijpen of er voldoende DMS zou kunnen accumuleren tot detecteerbare niveaus op K2-18b, dat ongeveer 120 lichtjaar verwijderd is van de aarde. Zoals bij elke planeet die zo ver weg is, is het onmogelijk om fysieke monsters van atmosferische chemicaliën te verkrijgen.

"Het DMS-signaal van de Webb-telescoop was niet erg sterk en kwam alleen op bepaalde manieren naar voren bij het analyseren van de gegevens", zei Tsai. "We wilden weten of we zeker konden zijn van wat leek op een hint over DMS."

Op basis van computermodellen die rekening houden met de fysica en chemie van DMS, evenals met de op waterstof gebaseerde atmosfeer, ontdekten de onderzoekers dat het onwaarschijnlijk is dat de gegevens de aanwezigheid van DMS aantonen. "Het signaal overlapt sterk met methaan, en we denken dat het oppikken van DMS uit methaan de mogelijkheden van dit instrument te boven gaat", zei Tsai.

De onderzoekers geloven echter dat het mogelijk is dat DMS zich ophoopt tot detecteerbare niveaus. Om dat te laten gebeuren zou plankton of een andere levensvorm twintig keer meer DMS moeten produceren dan er op aarde aanwezig is.

Het detecteren van leven op exoplaneten is een hele klus, gezien hun afstand tot de aarde. Om DMS te vinden zou de Webb-telescoop een instrument moeten gebruiken dat beter in staat is om infrarode golflengten in de atmosfeer te detecteren dan het instrument dat vorig jaar werd gebruikt. Gelukkig zal de telescoop later dit jaar een dergelijk instrument gebruiken, waardoor definitief zal blijken of DMS bestaat op K2-18b.

‘De beste biosignaturen op een exoplaneet kunnen aanzienlijk verschillen van de biosignaturen die we vandaag de dag het meest op aarde tegenkomen. Op een planeet met een waterstofrijke atmosfeer is de kans groter dat we DMS aantreffen dat door leven is gemaakt in plaats van zuurstof die door planten en bacteriën wordt gemaakt. op aarde", zegt UCR-astrobioloog Eddie Schwieterman, senior auteur van het onderzoek.

Gezien de complexiteit van het zoeken naar tekenen van leven op verafgelegen planeten, vragen sommigen zich af wat de aanhoudende motivaties van de onderzoekers zijn.

"Waarom blijven we de kosmos verkennen op zoek naar tekenen van leven? Stel je voor dat je 's nachts kampeert in Joshua Tree en je hoort iets. Je instinct is om met een licht te schijnen om te zien wat daarbuiten is. Dat is wat wij ook doen, in zekere zin," zei Tsai.

Meer informatie: Biogene zwavelgassen als biosignaturen op waterwerelden in gematigde sub-Neptunus, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI:10.3847/2041-8213/ad3801

Journaalinformatie: Astrofysische dagboekbrieven

Aangeboden door Universiteit van Californië - Riverside