Valóban idegen életet találtak egy távoli bolygón? Megszólaltak a szakértők

Egy cambridge-i kutatócsoport azt állítja, hogy olyan molekulákat találtak egy exobolygón, amelyeket csak a földi élet képes előállítani. Sok szakember azonban alaptalan szenzációhajhászásnak tartja a bejelentést. Mutatjuk az érveiket.

Ahogy arról az Origo is beszámolt, az „eddigi legerősebb bizonyítékot" találták a Cambridge-i Egyetem kutatói a földönkívüli élet létezésére a Földtől 124 fényévre található K2-18b exobolygó tanulmányozása során – állította a kutatást vezető intézet április 17-i beszámolójában. Ez az állítás azonban elég gyenge lábakon áll, mondják a téma szakértői. 

A K2-18b exobolygó művészi illusztrációja
Fotó: M. KORNMESSER / ESA/Hubble

A cikkben többek közt a következőkről lesz szó: 

• A K2-18b exobolygó, egy hideg, Neptunusz-szerű világ 
• merész állítás, hogy ez egy óceáni (hycean) világ, amelynek légkörében az élet jelei találhatók 
• a biológiai eredetű jelekre vonatkozó állítások rendkívül gyengék. 

Az univerzumban minden csillagrendszer olyan, mint egy lottószelvény. Minden alkalommal, amikor egy új csillag keletkezik, van esély arra, hogy bolygók alakuljanak ki körülötte, beleértve a sziklás, Föld-méretű bolygókat is. 

Esély az élet keletkezésére 

Van esély arra is, hogy a megfelelő feltételek alakuljanak ki ezen a világon – a kémiai elemek megfelelő keveréke, energiaforrás és stabil, életbarát körülmények –, amelyek lehetővé teszik olyan molekulák létrejöttét, amelyek képesek erőforrásokat hasznosítani és önmagukat reprodukálni. És van esély arra, hogy ezek a molekulák túléljenek és virágozzanak az idők során, létrehozva olyan életet, amely képes fejlődni és megváltoztatni a bolygó feltételeit. 

Míg biztosak lehetünk abban, hogy a Föld az egyik nyertes szelvény ebben a kozmikus lottóban, valószínű, hogy sok más nyertes is van, köztük olyan világokon, amelyek nagyon különböznek a Földtől. 

Miért lett felkapott a médiában a K2-18b exobolygó? 

Bár senki sem talált még második példát (a Föld után) egy bizonyítottan élő bolygóra, egy nemrégiben közzétett izgalmas állítás szerint most már közel kerültünk ehhez:. Egy tanulmányban dimetil-szulfid (DMS) és dimetil-diszulfid (DMDS) jelenlétét mutatták ki a K2-18b exobolygó légkörében. A tanulmány szerzői szerint – amit olyan médiumok ismételtek meg, mint a New York Times, a BBC és sokan mások – ezek a molekulák egy olyan világon léteznek, amelyre a következők jellemzők: 

• egy hidrogén légkörű óceáni (Hycean) világ, 
• globális óceán van egy hidrogén- és héliumréteg alatt, 
• szerves molekulák emelkednek fel a felső légkörbe, 
• köztük nemcsak metán, hanem DMS és/vagy DMDS is, 
• a DMS/DMDS molekulákról azt állítják, hogy a Földön csak biológiai folyamatok termelik ezeket, 
• és amelyek mind közeli infravörös (a JWST – James Webb űrteleszkóp – NIRISS és NIRSpec műszereivel), mind közép-infravörös (a JWST MIRI műszerével) hullámhosszakon láthatók, 
• körülbelül 3-szigma szignifikancia szinten, ami azt jelenti, hogy csak ~0,3% az esélye annak, hogy ez véletlen, 
• és ezért ez talán a legerősebb és legizgalmasabb nyom a Naprendszeren kívüli élet létezésére. 

Ezt a merész állítást, amelyet a Cambridge-i Egyetem Nikku Madhusudhan exobolygó-kutató által vezetett csoportja tett közzé.

Sajnos azonban ennek az állításnak szinte minden aspektusa majdnem biztosan téves. Olvasta a médiafelhajtást; most ismerje meg a tudományos álláspontot. 

2015-ben fedezték fel 

A K2-18b története egészen 2015-ig nyúlik vissza: amikor magát az exobolygót először felfedezték. A K2 (a Kepler-misszió folytatása) adataiban végzett szisztematikus keresés 36 bolygójelöltet tárt fel, amelyek 31 csillag előtt haladtak el, köztük a K2-18b bolygót a K2-18 vörös törpecsillag körül.  

Tekintettel nagy tömegére és sugarára, valamint alacsony hőmérsékletére (mivel távol van a viszonylag hűvös anyacsillagtól), a K2-18b szinte biztosan egy „hideg Neptunusz” típusú világ, nem pedig egy földszerű, terresztrikus bolygó. 

Vízgőzre utaló jelek 

Azonban 2019-ben egy megdöbbentő (és nagyon kétséges) állítás látott napvilágot: a Hubble Űrteleszkóp adatai alapján a K2-18b légkörében vízgőz jelenlétére utaló jeleket találtak. Két fő lehetőség merült fel: 

• egy nagy, mély, globális óceán, amely könnyű és alacsony sűrűségű, 
• vagy egy vastag globális légkör, amely főként hidrogénből és héliumból áll: a legkönnyebb és legritkább gázokból. 

Határozottan találtak felhőket ebben az exolégkörben, de a Hubble megfigyelései, amelyek a K2-18b infravörös spektrumának egy nagyon szűk ablakára (1,1-től 1,7 mikronig) összpontosítottak, lehetővé tették a transzmissziós spektroszkópiát: ahol az anyacsillag fénye átszűrődik az exobolygó légkörén, felfedve annak tartalmát. Valóban abszorpciós jeleket találtak, amelyek összhangban voltak a vízgőzzel. 

Azonban nagyon szűk hullámhossztartományokban sok molekuláris jel – amelyeket néha kémiai ujjlenyomatoknak neveznek – nagyon hasonlóan néz ki. Különösen 1,1-től 1,7 mikronig a víz és a metán légköri jelei rendkívül hasonlóak. 

Metánóceán 

Aztán 2023-ban a JWST is végzett transzmissziós spektroszkópiai méréseket ezen a világon NIRSpec és NIRISS műszereivel, beleértve sokkal hosszabb hullámhosszokat is: 0,8 mikrontól egészen 5,0 mikronig. Amit találtak, az egyértelmű volt: az elnyelést végző molekula nem vízgőz (H₂O), hanem metán (CH₄) volt, ami azt jelentette, hogy a Hycean világ hipotézise, globális folyékony vízóceánnal, teljesen alátámasztás nélkül maradt az adatok alapján. 

Ez minden észszerű mérce szerint a „lezárt ügy” kellett volna, hogy legyen. Ez nem egy vízvilág volt, hanem egy „hideg Neptunusz” típusú világ, mint, tudja, a Neptunusz, amely nagyrészt azért kék, mert légkörében bőséges mennyiségben van jelen a metán. 

Aztán jött a felhajtás. Egy kutatócsoport – Nikku Madhusudhan vezetésével a Cambridge-i Egyetemről – azt állította, hogy a JWST spektrum hosszúhullámú részén egy olyan jelet észleltek, amely dimetil-szulfidnak (DMS) tűnt: olyan molekulának, amelyről azt állították, hogy a Földön csak biológiai folyamatok termelik. Igaz, hogy a Föld dimetil-szulfidjának legnagyobb részét fitoplankton és baktériumok termelik, és a DMS képviseli a szerves kén domináns formáját a Föld óceánjaiban. De két probléma volt ezzel az állítással. 

Neptunusz a NASA Voyager 2 felvételén
Fotó: NASA / NASA

A dimetil-szulfid szervetlen úton is létrejöhet 

A DMS „detektálása” a közeli infravörös spektrum részben nagyon, nagyon gyenge volt: csak 1-szigma szignifikanciával, ami azt jelenti, hogy több mint ~30% az esélye annak, hogy a detektálás véletlenszerű. A fizika és csillagászat minden alterületén az „1-szigma detektálás” nem-detektálásnak számít; itt nem látható értelmezhető jel. 

Bár a DMS a Földön elsősorban biológiai termelési mechanizmusokból eredhet, az egész univerzumban megtalálható, és ezekben a környezetekben teljes mértékben nem biológiai úton keletkezik. Abiotikusan, laboratóriumban is előállították itt a Földön (1995 óta), egyszerű folyamatokkal, és fotokémiai úton is keletkezhet máshol az univerzumban. 

Ez fontos. Nem lehet egyszerűen azt mondani: „Megtaláltuk ezt a gázt, ezért biológiai aktivitás van ezen a világon, amely létrehozta.” 2021-ben az asztrobiológiai közösség workshopot tartott a biológiai jelek bizonyítékainak standardjairól, amely egy közösségi jelentéshez vezetett, amely a felelős bizonyítási standardokról és a biológiai jelek hét különböző bizalmi szintjének számszerűsítéséről szólt, a legalacsonyabb bizalmi szinteket olyan észleléseknek adva, amelyek nem tudnak különbséget tenni a különböző forgatókönyvek között, és közepes bizalmi szinteket olyan egyértelmű észleléseknek, amelyek nem tudják kizárni az abiotikus utakat. A „biológiai jelet találtunk” bejelentéséhez több, független, egyértelmű jele lenne szükséges olyan molekuláknak, amelyeket egyáltalán nem lehet abiotikusan előállítani. 

Három ok indokolja a kétkedést 

Végül is három nyilvánvaló ok van arra, hogy szkeptikusak legyünk azzal az állítással kapcsolatban, hogy biológiai jelet találtunk egy olyan exobolygón, mint a K2-18b. 

A kérdéses molekula, amely állítólag biológiai jelzőanyag, ebben az esetben a DMS, nem kizárólag szerves folyamatok termelik, hanem abiotikus (nem élő) folyamatok is. 

Fotó: MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRA / MGA

Számos életképes forgatókönyv létezik ennek az exobolygónak a belső szerkezetére vonatkozóan, és mindegyiknek különböző kémiai körülményei vannak egyedi légköri jelekkel. Nem feltételezhetjük egyszerűen, hogy egy modell (mint a Hycean világ modell) helyes, és ennek megfelelően értelmezzük adatainkat; meg kell különböztetnünk a különböző forgatókönyveket és elegendő adatot kell szereznünk ahhoz, hogy megkülönböztessük őket. 

Végül, még ha nagyon magas szignifikanciával találtunk volna is egy olyan molekulát, mint a DMS, amit nem tettünk, nem értjük a spektrális jelét elég jól ahhoz, hogy biztosak legyünk abban, hogy nem tévesztjük össze valami mással. Jobb szignifikanciára és átfogóbb modellkészletre van szükségünk annak ismeretéhez, hogy a DMS egyáltalán jelen van-e vagy sem, és hogy a Hycean világ hipotézise a legjobb (vagy az egyetlen) illeszkedés-e az adatokhoz.