Примечание: на Хабре уже выходила публикация с этой новостью, но я решил написать более подробную научную статью основанную на компиляции нескольких англоязычных источников.
В последние дни научное сообщество оказалось в центре внимания из‑за публикации данных, указывающих на возможное присутствие биосигнатур в атмосфере экзопланеты K2–18b. Результаты, полученные с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST), демонстрируют признаки молекул, которые на Земле ассоциируются с биологической активностью.
K2–18b, находящаяся в 124 световых годах от Земли, в созвездии Льва, вращается вокруг красного карлика K2–18 спектрального класса M2.8, чья светимость составляет всего 2,3% от солнечной. Несмотря на это, из‑за близости планеты к звезде (0,142 а.е.) равновесная температура её поверхности оценивается в диапазоне от -73°C до +47°C, что теоретически допускает существование жидкой воды. Однако ключевой проблемой является структура K2–18b: при радиусе в 2,6 земных и массе 8,6 масс Земли её средняя плотность (2,67 г/см³) указывает на наличие протяжённой атмосферы, вероятно, водородно‑гелиевой, с возможным глобальным океаном под ней. Такие «гицеанские миры», гипотетически, сочетают черты мини‑нептунов и океанических планет, что ставит под вопрос возможность формирования стабильной биосферы. Ранее наблюдения JWST в 2023 году выявили в её атмосфере метан (CH₄) и углекислый газ (CO₂), что усилило интерес к этому объекту.
В апреле 2025 года международная группа астрономов под руководством профессора Никку Мадхусудхана из Кембриджского университета представила данные, полученные с использованием среднего инфракрасного прибора (MIRI) телескопа JWST. Полученные данные позволили реконструировать вертикальный профиль атмосферы K2–18b с беспрецедентной точностью. Во время транзита планеты перед звездой аппарат зафиксировал поглощение света на длинах волн 3,3–3,5 мкм и 7,5–8,5 мкм, что соответствует спектральным линиям DMS и DMDS. Диметилсульфид (DMS) и диметилдисульфид (DMDS) — это молекулы, которые на Земле производятся исключительно живыми организмами, такими как морской фитопланктон. Концентрация DMS оценивается в 10 ppm (частей на миллион), что на три порядка превышает земные показатели (0,01 ppm). Статистическая значимость обнаружения (3σ) была достигнута благодаря 15 транзитным событиям, зарегистрированным в период с 2023 по 2025 год, каждое из которых длилось около 2,5 часов. Для сравнения, предыдущие наблюдения с телескопом «Хаббл» в 2019 году позволили идентифицировать лишь водяной пар с достоверностью 1,5σ.
Статистическая значимость обнаружения составила три сигма (вероятность случайного совпадения — 0.3%), что недостаточно для окончательного подтверждения, но значительно превышает предыдущие попытки (например, данные 2023 года с уровнем значимости в одну сигму). Для достижения порога в пять сигм (вероятность ошибки <0.00006%) потребуются дополнительные наблюдения, которые команда планирует провести в ближайшие годы.
Обнаружение DMS и DMDS интерпретируется как наиболее убедительный на сегодняшний день аргумент в пользу гипотезы о биологической активности на K2–18b. На Земле эти соединения не формируются в значимых количествах без участия живых организмов, что делает их потенциальными биомаркерами.
Критики, однако, указывают на альтернативные сценарии формирования DMS. Профессор Хизер Натт из Массачусетского технологического института отмечает, что в условиях высокого давления (предположительно 100–1000 бар у поверхности K2–18b) и температуры выше 200°C возможны реакции между сероводородом (H₂S) и метаном (CH₄), катализируемые минералами в гипотетическом океане. В лабораторных экспериментах, имитирующих такие условия, уже наблюдалось образование DMS в отсутствие биологических процессов. Кроме того, фотохимические модели, опубликованные в Nature Astronomy в 2024 году, предсказывают, что ультрафиолетовое излучение красного карлика может инициировать каскад реакций в верхних слоях атмосферы, приводящих к синтезу сложных органических молекул.
Споры о природе K2–18b усугубляются неопределённостью в отношении её внутренней структуры. Группа под руководством доктора Каролины Мораис из Университета Сан‑Паулу провела моделирование, предполагающее, что планета может быть «водным гигантом»: её ядро из силикатов и железа окружено слоем высокотемпературного льда (VII фазы), поверх которого находится океан глубиной до 5000 км, а атмосфера представляет собой смесь водорода и гелия толщиной 200–500 км. В таких условиях DMS, будучи тяжелее воздуха, мог бы концентрироваться в нижних слоях, недоступных для дистанционного зондирования. Это ставит под сомнение интерпретацию данных JWST, так как наблюдаемые спектры отражают состав лишь верхних 50–100 км атмосферы.
Для разрешения противоречий консорциум JWST выделил 28 часов наблюдательного времени в 2026–2027 годах. Планируется использовать не только MIRI, но и спектрограф NIRSpec, работающий в ближнем инфракрасном диапазоне (1–5 мкм), что позволит улучшить спектральное разрешение втрое. Параллельно в Институте внеземной физики Макса Планка стартовал проект по созданию камеры, имитирующей условия K2–18b: установка с давлением до 1500 бар и температурой 300°C будет тестировать стабильность DMS в различных химических средах.
Обнаружение биосигнатур на K2–18b, даже при текущем уровне неопределённости, поднимает фундаментальные вопросы о распространённости жизни во Вселенной. Как отметил Мадхусудхан: «Это может стать переломным моментом, когда вопрос о нашем одиночестве во Вселенной перейдёт из философской плоскости в область экспериментальной науки». Однако научная строгость требует осторожности: «даже пяти сигм недостаточно, чтобы утверждать, что газ имеет биологическое происхождение» — заметила профессор Кэтрин Хейманс. Будущие миссии, такие как запуск телескопов следующего поколения (например, Habitable Worlds Observatory), могут предоставить инструменты для окончательного ответа.
