Život na dalekoj planeti? Iznenadna studija otkrila biološku aktivnost, ali naučnici traže potvrdu
Podijeli vijest
Aprilsko otkriće nagovještavalo je promjenu u našem razumijevanju univerzuma. Astronomi su detektovali samo naznaku, tračak dvije molekule koje su se vrtjele u atmosferi daleke planete K2-18b. Na Zemlji, ove molekule proizvode isključivo živi organizmi. To je bila primamljiva perspektiva: najobećavajući dokaz vanzemaljskog biosignala, odnosno tragova života povezanih s biološkom aktivnošću.
Međutim, samo nekoliko sedmica kasnije, novi nalazi sugerišu da se potraga mora nastaviti.
“Bilo je uzbudljivo, ali odmah je podiglo nekoliko crvenih zastavica jer bi ta tvrdnja o potencijalnom biosignalu bila historijska, ali i značaj ili snaga statističkih dokaza činili su se previsokima za dostupne podatke”, rekao je dr. Luis Velbanks (Luis Welbanks), postdoktorski istraživač na Školi za Zemlju i istraživanje svemira Univerziteta Arizona State.
Dok su molekule identificirane na K2-18b u aprilskoj studiji – dimetil sulfid (DMS) i dimetil disulfid (DMDS) – uglavnom povezane s mikrobnim organizmima na našoj planeti, naučnici ističu da se ta jedinjenja mogu formirati i bez prisustva života. Sada su tri tima astronoma, koji nisu bili uključeni u prvobitno istraživanje, uključujući Velbanksa, procijenila modele i podatke korištene u originalnom otkriću biosignala i dobili su vrlo različite rezultate, koje su predali na recenziju. U međuvremenu, vodeći autor aprilske studije, Nikku Madhusudhan, i njegove kolege proveli su dodatna istraživanja za koja kažu da potvrđuju njihove prethodne nalaze o planeti. Vjerovatno je da su dodatna posmatranja i istraživanja od strane više naučnih grupa na pomolu.
Niz istraživačkih radova koji se vrte oko K2-18b nudi uvid u naučni proces koji se odvija u realnom vremenu. To je prozor u složenosti i nijanse načina na koji istraživači traže dokaze života izvan Zemlje – i pokazuje zašto je teret dokazivanja tako visok i teško dostižan.
“Bučni” podaci i izazovi detekcije
Smještena 124 svjetlosne godine od Zemlje, K2-18b se generalno smatra dostojnim ciljem za potragu za znakovima života. Smatra se da je to “Hycean” svijet, planeta u potpunosti prekrivena tekućom vodom s atmosferom bogatom vodikom, prema ranijem istraživanju koje je vodio Madhusudhan, profesor astrofizike i egzoplanetarne nauke na Institutu za astronomiju Univerziteta Cambridge. Kao takva, K2-18b je brzo privukla pažnju kao potencijalno naseljivo mjesto izvan našeg solarnog sistema.
Uvjereni u obećanje K2-18b, Madhusudhan i njegove kolege iz Cambridgea koristili su posmatranja planete putem najvećeg operativnog svemirskog teleskopa, Svemirske teleskop James Webb, kako bi je dalje proučavali. Međutim, dva naučnika s Univerziteta u Čikagu – dr. Rafael Luke (Rafael Luque), postdoktorski istraživač na Odsjeku za astronomiju i astrofiziku, i Majkl Žang (Michael Zhang), postdoktorski saradnik – uočili su određene probleme s njihovim nalazima.
Nakon pregleda aprilskog rada Madhusudhana i njegovog tima, koji je nadovezivao na njihovo istraživanje iz 2023. godine, Luke i Žang su primijetili da podaci teleskopa Webb izgledaju “bučno”, rekao je Luke.
“Buka”, uzrokovana nesavršenostima u teleskopu i brzinom kojom različite čestice svjetlosti dostižu teleskop, samo je jedan izazov s kojim se astronomi suočavaju kada proučavaju udaljene egzoplanete. Buka može izobličiti posmatranja i unijeti neizvjesnosti u podatke, rekao je Žang.
Pokušaj detekcije specifičnih gasova u atmosferama udaljenih egzoplaneta unosi još veću neizvjesnost. Najuočljivije karakteristike gasa poput dimetil sulfida potiču od veze između molekula vodika i ugljika – veze koja se može istegnuti i savijati te apsorbirati svjetlost na različitim talasnim dužinama, što otežava definitivnu detekciju jedne vrste molekula, rekao je Žang.
“Problem je u tome što u osnovi svaka organska molekula ima vezu ugljik-vodik,” rekao je Žang. “Postoje stotine miliona takvih molekula, pa ove karakteristike nisu jedinstvene. Ako imate savršene podatke, vjerovatno možete razlikovati različite molekule. Ali ako nemate savršene podatke, mnoge molekule, posebno organske molekule, izgledaju vrlo slično, pogotovo u bliskom infracrvenom spektru.”
Detaljnije analizirajući rad, Luke i Žang su također primijetili da se percipirana temperatura planete oštro povećala s raspona od oko 250 Kelvina na 300 Kelvina (-9.67 °C do 80.33 °C) u istraživanju koje je Madhusudhan objavio 2023. godine, na 422 Kelvina (148.85 °C) u aprilskoj studiji.
Takve visoke temperature mogle bi promijeniti način na koji astronomi razmišljaju o potencijalnoj nastanjivosti planete, rekao je Žang, posebno zato što niže temperature prevladavaju na vrhu atmosfere – području koje Webb može detektovati – dok bi površina ili okean ispod vjerovatno imali još više temperature.
“Ovo je samo zaključak iz atmosfere, ali bi svakako uticalo na to kako općenito razmišljamo o planeti,” rekao je Luke. Dio problema je, kaže, što aprilska analiza nije uključivala podatke prikupljene sa sva tri Webb instrumenta koje je Madhusudhanov tim koristio tokom posljednjih nekoliko godina. Stoga su Luke, Žang i njihove kolege proveli studiju kombinujući sve dostupne podatke kako bi vidjeli mogu li postići iste rezultate, ili čak pronaći veću količinu dimetil sulfida. Pronašli su “nedovoljan dokaz” prisustva obje molekule u atmosferi planete.
Umjesto toga, tim Lukea i Žanga uočio je druge molekule, poput etana, koje bi se mogle uklopiti u isti profil. Ali etan ne znači život.
Nestajući dokazi i teret dokazivanja
Velbanks iz Arizona Statea i njegove kolege, uključujući dr. Meta Niksona (Matt Nixon), postdoktorskog istraživača na Odsjeku za astronomiju na Univerzitetu Maryland College Park, također su pronašli ono što smatraju fundamentalnim problemom s aprilskim radom o K2-18b.
Zabrinutost, rekao je Velbanks, bila je u načinu na koji su Madhusudhan i njegov tim kreirali modele kako bi pokazali koje se molekule možda nalaze u atmosferi planete.
“Svaka (molekula) se testira jedna po jedna u odnosu na istu minimalnu osnovu, što znači da svaki pojedini model ima vještačku prednost: to je jedino dopušteno objašnjenje”, rekao je Velbanks.
Kada su Velbanks i njegov tim proveli vlastitu analizu, proširili su model iz Madhusudhanove studije.
“(Madhusudhan i njegove kolege) nisu dozvolili nijednu drugu hemijsku vrstu koja bi potencijalno mogla proizvoditi ove male signale ili posmatranja”, rekao je Nikson. “Dakle, glavna stvar koju smo željeli učiniti je procijeniti mogu li druge hemijske vrste pružiti adekvatno podudaranje s podacima.”
Kada je model proširen, dokazi za dimetil sulfid ili dimetil disulfid “jednostavno nestaju”, rekao je Velbanks.
Madhusudhan vjeruje da su studije koje su objavljene nakon njegovog aprilskog rada “vrlo ohrabrujuće” i “omogućuju zdravu diskusiju o interpretaciji naših podataka o K2-18b.”
Pregledao je rad Lukea i Žanga i složio se da njihovi nalazi ne pokazuju “snažnu detekciju DMS-a ili DMDS-a.” Kada je Madhusudhanov tim objavio rad u aprilu, rekao je da su posmatranja dostigla nivo značajnosti od tri sigme, odnosno 0,3% vjerovatnoće da su detekcije nastale slučajno.
Za naučno otkriće koje je vrlo malo vjerovatno da se dogodilo slučajno, posmatranja moraju dostići prag od pet sigmi, odnosno vjerovatnoću manju od 0,00006% da su posmatranja nastala slučajno. Dostizanje takvog praga zahtijevat će mnogo koraka, rekao je Velbanks, uključujući ponovljene detekcije iste molekule pomoću više teleskopa i isključivanje potencijalnih nebioloških izvora.
Iako bi takvi dokazi mogli biti pronađeni tokom našeg života, to je manje vjerovatno da će biti “eureka” trenutak, a više spor proces koji zahtijeva konsenzus među astronomima, fizičarima, biolozima i hemičarima.
“Nikada nismo dostigli taj nivo dokaza ni u jednoj od naših studija,” napisao je Madhusudhan u e-poruci. “Pronašli smo samo dokaze na ili ispod 3-sigma u naše dvije prethodne studije (Madhusudhan i dr. 2023. i 2025.). Ovo nazivamo umjerenim dokazom ili naznakama, ali ne i snažnom detekcijom. Slažem se s tvrdnjom (Lukea i Žanga) koja je u skladu s našom studijom i opširno smo raspravljali o potrebi za jačim dokazima u našoj studiji i komunikacijama.”
Kao odgovor na istraživanje koje je proveo Velbanksov tim, Madhusudhan i njegove kolege iz Cambridgea napisali su još jedan rukopis proširujući potragu na K2-18b kako bi uključili 650 vrsta molekula. Novu analizu predali su na recenziju.
“Ovo je najveća potraga za hemijskim potpisima na egzoplaneti do danas, koristeći sve dostupne podatke za K2-18b i pretražujući 650 molekula”, rekao je Madhusudhan. “Utvrđujemo da DMS i dalje ostaje obećavajuća kandidatna molekula na ovoj planeti, iako su potrebna dodatna posmatranja za čvrstu detekciju, kao što smo već naveli u našim prethodnim studijama.”
Velbanks i Nikson bili su zadovoljni što su Madhusudhan i njegove kolege adresirali postavljene brige, ali smatraju da novi rad efektivno povlači centralne tvrdnje iz originalne aprilske studije, rekao je Velbanks.
“Novi rad prešutno priznaje da detekcija DMS/DMDS nije bila robusna, ali se i dalje oslanja na isti pogrešni statistički okvir i selektivno čitanje vlastitih rezultata,” rekao je Velbanks u e-poruci. “Iako je ton oprezniji (ponekad), metodologija i dalje zamagljuje stvarni nivo neizvjesnosti. Statistička značajnost tvrdila u ranijem radu bila je rezultat proizvoljnih modelarskih odluka koje nisu priznate.”
Luke je rekao da je novi rad tima iz Cambridgea korak u pravom smjeru jer istražuje druge moguće hemijske biosignature.
“Ali mislim da je bio nedovoljan u opsegu,” rekao je Luke. “Mislim da se previše ograničio na to da bude opovrgavanje rada (Velbanksa).”
Odvojeno, međutim, astronomi koji proučavaju K2-18b slažu se da guranje istraživanja egzoplanete doprinosi naučnom procesu.
“Mislim da je to dobra, zdrava naučna diskusija o tome šta se dešava s ovom planetom,” rekao je Velbanks. “Bez obzira na to šta bilo koja pojedinačna grupa autora sada kaže, nemamo ‘srebrni metak’. Ali upravo zato je ovo uzbudljivo, jer znamo da smo najbliže što smo ikada bili (pronalasku biosignature), i mislim da bismo je mogli pronaći tokom našeg života, ali trenutno nismo tamo. To nije neuspjeh. Mi testiramo hrabre ideje.”
