«Это, безусловно, увеличивает шансы на её обитаемость и подтверждает, что K2-18 b — наш лучший шанс изучить потенциальную пригодную для жизни среду за пределами Солнечной системы на данный момент».

31.07.2025, Роберт Ли, space.com

Сага вокруг экзопланеты K2-18 b, «суперземли» размером с Нептун, стала гораздо интереснее. Если коротко, то это планета, на которой группа учёных недавно предположила наличие возможной среды для жизни. Другие учёные посчитали, что это заявление не содержало необходимой осторожности, что вызвало большое разочарование.

Хотя космическому телескопу имени Джеймса Уэбба (JWST) не удалось однозначно обнаружить признаки жизни на этой планете, мощный космический телескоп обнаружил, что эта планета настолько богата жидкой водой, что она может быть океаном или «гикеанским» миром.

«Это, безусловно, повысило вероятность наличия жизни на K2-18b, — рассказал Space.com Никку Мадхусудхан, учёный из Кембриджского университета, стоящий за открытием K2-18b и новым исследованием. — Это очень важное открытие, которое ещё больше повышает вероятность существования гикеанской среды на K2-18b. Оно подтверждает, что K2-18b — наш лучший шанс изучить потенциальную обитаемую среду за пределами Солнечной системы в настоящее время».

 История с обитаемостью K2-18 b началась еще в апреле 2025 года, когда Мадхусудхан и его коллеги-исследователи из Кембриджского университета объявили, что нашли то, что они назвали «самым убедительным на сегодняшний день доказательством» существования жизни за пределами Солнечной системы на этой далекой суперземле (она примерно в девять раз массивнее нашей планеты).

Доказательства были получены в результате предварительного обнаружения молекул, которые в атмосфере Земли обычно являются результатом биологических процессов, происходящих в организмах живых существ. Затем возникла необходимость подтвердить наличие этих потенциальных биосигнатур: диметилсульфида и диметилдисульфида.

Группа исследователей приступила к работе, наблюдая четыре отдельных случая пересечения (транзита) K2-18 b диска своего красного карлика, находящегося на расстоянии около 124 световых лет от нас, во время его обращения по орбите примерно за 33 земных дня. Когда свет от родительской звезды проходит через атмосферу планеты, химические вещества в ней поглощают и излучают свет на характерных длинах волн, то есть молекулы этой атмосферы оставляют свои характерные следы в спектре звёздного света.

«Благодаря четырём дополнительным наблюдениям транзитов с помощью JWST мы измерили спектр атмосферы K2-18b с беспрецедентной точностью, — рассказал Space.com Жэнью Ху, руководитель группы нового исследования и научный сотрудник Лаборатории реактивного движения NASA. — Спектр позволил нам окончательно обнаружить наличие метана и углекислого газа в атмосфере планеты и определить их содержание. Эта информация указывает на наличие на планете богатых водой недр».

 Ху объяснил, что команда искала сигналы диметилсульфида и других органических молекул серы в спектре, используя несколько независимых моделей, но не нашла убедительных доказательств их присутствия.

«Это вовсе не разочаровало нас, — продолжил Ху. — Мы рады, что нам удалось установить, насколько богата водой планета».

Является ли K2-18 океаническим миром?

Заявив, что теперь подтверждено, что K2-18b богата водой, Ху пояснил, что следующий шаг - выяснить, есть ли на планете глобальный океан жидкой воды.

По иронии судьбы, одним из самых позитивных признаков наличия такого океана является тот факт, что в атмосфере этой суперземли, по-видимому, отсутствует водяной пар.

«Полученный нами спектр не показывает следов водяного пара. Если в атмосфере действительно нет воды, это говорит о её истощении — скорее всего, в результате конденсации, — сказал Ху. — На Земле этот процесс известен как „холодная ловушка“, и геологи считают его необходимым для удержания воды в течение миллиардов лет и предотвращения её утечки в космос».

«Наблюдение аналогичного процесса на экзопланете было бы очень увлекательным. Строгое подтверждение отсутствия воды само по себе может стать важной научной целью будущих наблюдений», — сказал Ху.

Однако Ху предупредил, что спектр, обнаруженный JWST, можно объяснить и альтернативной моделью, согласно которой атмосфера на самом деле содержит большое количество водяного пара.

По словам Ху, для определения наличия на K2-18b и других подобных планетах размером с Нептун умеренного климата, океанов жидкой воды, потребуется также обнаружить присутствие более широкого спектра атмосферных газов, помимо метана и углекислого газа. Также нужно убедиться в отсутствии таких молекул, как аммиак, угарный газ и диоксид серы, которые до сих пор не были обнаружены в атмосфере K2-18b.

«Этот вывод основан на теоретических работах моей группы и нескольких других учёных, — добавил Ху. — Благодаря новым наблюдениям, дающим ценный контекст, мы обобщили эти выводы в виде плана действий, который поможет нам в будущих наблюдениях и исследованиях».

Между тем, поиск биосигнатур — диметилсульфида и диметилдисульфида — далек от завершения. Хотя это исследование и не достигло уровня значимости, необходимого для подтверждения, оно все же предоставило более сильный сигнал от этих молекул, чем предыдущие проверки.

«Данные, подтверждающие наличие диметилсульфида в настоящей работе, значительно превышают те, которые мы получили в ходе наших предыдущих наблюдений в том же ближнем инфракрасном диапазоне длин волн, — сказал Мадхусудхан. — Однако эти данные всё ещё недостаточно убедительны для окончательного подтверждения обнаружения.

Нам также необходимо уметь отличать диметилсульфид от других возможных источников загрязнения, таких как метилмеркаптан, который также является биосигнатурой на Земле».

Похоже, K2-18 b будет по-прежнему привлекать внимание астрономов еще долгое время.

«Замечательно, что мы можем выявлять предварительные признаки потенциальных биосигнатур с помощью текущих наблюдений JWST, но для окончательного обнаружения требуется значительно больше времени. Ключевой вопрос заключается в том, содержит ли атмосфера одну или несколько биосигнатур, — сказал Мадхусудхан. — В то же время необходимы обширные теоретические и экспериментальные исследования для надёжного определения биологических и небиологических путей молекул — кандидатов на биосигнатуры».

Однако команда уверена в одном: достигнутый на сегодняшний день прогресс в изучении K2-18 b был бы невозможен без JWST. Этот космический телескоп стоимостью 10 миллиардов долларов призван сыграть ключевую роль в будущем изучении этой суперземли.

«Наши наблюдения и анализы пополняют растущий список захватывающих открытий, которые подчёркивают поистине революционные научные достижения JWST, — заключил Ху. — Мы обнаружили, что его спектрограф ближнего инфракрасного диапазона [NIRSpec] особенно хорошо подходит для достижения целей нашего исследования, однако другие инструменты JWST или режимы наблюдений могут предоставить дополнительную и чрезвычайно ценную информацию для дальнейшего углубления наших знаний об этой планете».

Исследование группы доступно в виде препринта в репозитории arXiv.

Перевод: Александр Тарлаковский (блог tay-ceti)
Оригинал: Nearby super-Earth K2-18 b may be a water-rich ocean planet: 'This has certainly increased the chances of habitability'