Im Jahr 2023 brach die Debatte in der Astronomie-Community darüber aus, ob das Leben auf einem Exoplanet namens K2-18B existieren könnte. Es begann, als eine Gruppe von Wissenschaftlern ein Papier veröffentlichte, das auf ein spezifisches chemisches, Dimethylsulfid oder DMs hinwies, in der Atmosphäre des Planeten existieren kann. Ein Konsens war zu dieser Zeit nicht erzielt, und das Gespräch hat sich sicherlich in der Gegenwart fortgesetzt. Viele Astronomen fragen sich, ob die DMS-Signatur von K2-18B wirklich vertrauenswürdig sein kann, und sogar fragen, ob DMS ein zuverlässiger Proxy für die Vorhandensein von Leben ist.
Wenn nicht, ist die Diskussion über die Bewohnbarkeit von K2-18B mehr oder weniger sinnlos.
Neuere Forschungsergebnisse werfen nun wichtige Fragen zur ursprünglichen K2-18B-Studie auf-und tatsächlich könnten die Antworten erhebliche Auswirkungen auf das Streben haben, ein Leben jenseits der Erde als Ganzes zu finden. Wissenschaftler glauben, dass sie in einem Kometen Beweise für DMS gefunden haben, was bedeutet, dass das Leben möglicherweise nicht für seine Schöpfung erforderlich ist, was Zweifel an der Verwendung der Chemikalie als Marker des Lebens zeigt.
In einer idealen Welt könnten Forscher auf Exoplaneten nach dem Leben suchen, indem sie Raumschiffe oder Astronauten zu den Oberflächen dieser Welten schicken, um nach Molekülen zu suchen, die nur von Life produziert werden, erklärte Edward Schwieterman, ein Astrobiologe an der Universität von Kalifornien an Riverside, und ist nicht mit den ursprünglichen DMS -Erkenntnissen verbunden. Forscher könnten eine Sonde einsetzen, um nach Dingen wie RNA, DNA und anderen Biomolekülen zu suchen, von denen wir wissen, dass sie mit dem Leben verbunden sind (wie wir es natürlich wissen), und ihre Ergebnisse als Beweis für außerirdische Aktivitäten verwenden können.
Einige große Herausforderungen stehen dieser Strategie jedoch im Wege. Zum einen ist es immens zeitaufwändig und teuer, Raumschiffe an andere Planeten im Sonnensystem zu senden-geschweige denn darüber hinaus.
Ohne Proben von der Oberfläche eines Planeten zu sammeln, haben wir noch nicht die Technologie, um spezifische biologische Moleküle problemlos zu identifizieren. “Moleküle wie DNA können sich einfach nicht in der Atmosphäre eines Exoplanets auf eine Weise ansammeln, die durch raumbasierte oder bodengestützte Teleskope identifizierbar sein könnte”, sagte Schwieterman gegenüber Space.com.
Wissenschaftler sind daher auf der Suche nach Lebenszeichen jenseits der Erde unter Verwendung dessen, was Teleskope tatsächlich sehen können – Lichtspektren. Astronomen können Informationen über leichte Wellenlängen sammeln, die durch die Atmosphäre eines Planeten durchlaufen und blockiert werden und auf der Grundlage verschiedener Eigenschaften dieser Wellenlängen fundierte Vermutungen zur Zusammensetzung der Atmosphäre selbst vornehmen. Diese Daten “können oft mehrere unterschiedliche Interpretationen haben, also ist dies wirklich sehr schwierig”, sagte Joanna Barstow, ein Planetenwissenschaftler an der Open University, gegenüber Space.com.
Haben Forscher DMS wirklich erkannt?
Eine Chemikalie, die in der Atmosphäre um einen Exoplanet gefunden wird, das Forscher zu der Annahme veranlasst, dass der Planet Leben hegen kann, wird als Bisignatur bezeichnet. Auf der Erde wird DMS hauptsächlich von Bakterien und Phytoplankton in Ozeanen produziert, so viele Astrobiologen betrachten es als Bisignatur.
Deshalb war es eine Überraschung für Nikku Madhusudhan, einen Astrophysiker an der Universität von Cambridge und leitende Autor auf der Zeitung, die die Debatte über K2-18B ausführte, als sein Team Anzeichen von DMS in der Atmosphäre des Planeten entdeckte.
K2-18B kreist einen Stern über 700 Billionen Meilen von der Erde entfernt und wird aufgrund der Menge an Sternenlicht als potenziell bewohnbar angesehen. Es gibt auch Spekulationen über Wasserdampf in seiner Atmosphäre. Darüber hinaus vermuten Madhusudhan und einige andere Astronomen, dass der Exoplanet leichte Temperaturen und einen flüssigen Ozean hat, beide entscheidende Faktoren für das Leben, mit dem wir auf der Erde vertraut sind.
Madhusudhans Teams Erkenntnis von DMS schien daher nur den Fall für das Leben auf K2-18B zu stärken. “Es sind schwache Beweise”, sagte er zu Space.com, “aber wenn sich herausstellt, dass es tatsächlich richtig ist, dass es DMS gibt, dann ist das eine große Sache.”
Aber einige Wissenschaftler akzeptieren nicht, dass das, was Madhusudhan um K2-18B fand, wirklich DMS war.
“Ich glaube nicht, dass wir noch überzeugende Beweise für das Vorhandensein von DMs in der Atmosphäre von K2-18B haben”, sagte Schwieterman und führte seinen Verdacht auf das ziemlich niedrige statistische Vertrauen der neuen Veröffentlichung.
Wenn andere Forscher behaupten, eine Biosignatur entdeckt zu haben, berücksichtigt er zwei Faktoren, bevor er ihnen vertraut. Erstens bestätigt er, dass das erkannte Signal real ist – dass die Beobachter tatsächlich das Molekül gefunden haben, das sie haben. Dann stellt er sicher, dass die Menschen die Erschaffung dieses Moleküls der richtigen Quelle zuschreiben – in diesem Fall eine Art Leben. Schwieterman und viele andere Astronomen glauben, dass Madhusudhans Erkennung von DMs beide Überprüfungsschritte nicht bestehen.
Ryan MacDonald, Astrophysiker an der Universität von Michigan, der nicht an der neuen Forschung beteiligt war, erklärte, dass er molekulare Unterschriften in ähnlichen Konfidenzniveaus gefunden habe, die “vollständig verschwinden”, wenn dieselben Daten durch verschiedene Modelle ausgeführt werden. Die Ergebnisse der Analyse können sich “abhängig von den feinen Minutien der Behandlung der Daten” ändern “, sagte er zu Space.com und fügte hinzu, dass” wir alle noch lernen “, wie diese Art von Daten analysiert werden, da seine Qualität höher ist als je zuvor. Er müsste stärkere Statistiken sehen, um davon überzeugt zu sein, dass DMS wirklich in der Atmosphäre von K2-18B vorhanden ist.
Schwieterman hat auch seine eigenen Bedenken, diese Unterschrift auf DMS zuzuweisen. Er erklärte, dass die spezifische Art und Weise, wie DMs mit Licht interagieren, Signale wie einiger anderer Gase wie Methan oder Signale, die überhaupt nichts darstellen, ähnlich sind. “Es wäre einfach, eine Signatur auf DMS zuzuweisen, die tatsächlich das Ergebnis einer anderen Gas- oder Geräuschquelle ist”, sagte er. “Was wir wollen, sind viel mehr Daten, um unsere Zuschreibung von DMs für diese Messung zu bestätigen.”
Madhusudhan verteidigte die Entscheidung seines Teams, zu berichten, was sie fanden, selbst bei relativ geringem Konfidenzniveau: “Wenn Sie ehrlich Ihre Recherchen durchführen und das Signal auf (dieses Konfidenzniveau) gefunden haben, sollten Sie dies berichten. Ob Sie es als potenzielle Beweise betrachten oder nicht in gewissem Umfang subjektiv sind… aber Sie sollten es immer noch melden.”
Einige Online -Artikel gingen jedoch so weit, dass die Gruppe möglicherweise ein Leben auf dem entfernten Planeten fand. Sogar Madhusudhan zögert, solchen Schlussfolgerungen zuzustimmen, sogar vorläufig.
Impliziert die Existenz von DMS wirklich die Existenz des Lebens?
Über die Frage hinaus, ob DMS tatsächlich nachgewiesen wurde, untersuchen die Forscher, ob das Molekül in erster Linie ein guter Lebensmarker ist. Der beste Weg, um zu entscheiden, besteht darin, zu sehen, ob es andere Erklärungen für seine Anwesenheit in einer ausreichend ausreichenden Menge gibt, um beobachtet zu werden, erklärte Barstow.
Es gibt mehrere Fälle, in denen Wissenschaftler Wege finden, um andere Moleküle zu produzieren, die traditionell als Bisignaturen ohne Leben verwendet werden. Im Jahr 2023 fanden die Forscher beispielsweise einen Weg, um Kohlendioxid und Helium in Sauerstoff zu verwandeln, was häufig als Lebensindikator verwendet wird.
In ähnlicher Weise konnten Chemiker 1975 DMs im Labor unter Verwendung von Wasserstoffsulfid, Methan und Elektrizität produzieren, was beweist, dass das Leben für seine Schaffung nicht notwendig ist. (Madhusudhan glaubt nicht, dass dieser Prozess auf K2-18B genügend DMs liefern würde, um beobachtbar zu sein.)
Im November 2024 veröffentlichte eine separate Forschungsgruppe Beweise für DMS -Unterschriften aus einem Kometen. Ihre Forschung unterstützt eine neue Idee der DMS -Produktion, die grundlegende Elemente aus dem gesamten Raum verwendet und sich wieder nicht auf das Leben beruht.
Nora Hänni, Chemiker an der Universität Bern und leitender Investigator der neuen Studie, erklärte, wie DMS von Kometen auf Planeten übertragen werden könne. Ein Komet könnte möglicherweise auf einem Planeten landen und Chemikalien in seine Atmosphäre ablegen, sagte sie gegenüber Space.com.
“Wenn Sie (DMS) in einer Atmosphäre erkennen möchten”, fügte Hänni hinzu, “muss es auch die atmosphärische Chemie, die Bestrahlung überleben … Vielleicht müssten Sie eine mögliche Kontamination direkt nach den Auswirkungen beobachten, oder Sie müssten eine Menge Auswirkungen haben, und Sie könnten sich ansammeln.”
Viele Unbekannte bleiben bestehen.
Die Eigenschaften des Exoplanet K2-18B und seiner Atmosphäre sind größtenteils ein Rätsel. Es ist also unklar, wie lange-oder sogar ob-DMS wirklich überleben könnte. Es gibt auch wenig Informationen darüber, wie Kometen außerhalb unseres Sonnensystems funktionieren. Hänni drängt nicht die Hypothese, dass Kometen für DMS auf K2-18B verantwortlich sind, aber sie möchte sicherstellen, dass dieses Szenario als Möglichkeit angesehen wird, bevor Schlussfolgerungen zu den DMS-Befunden gezogen werden.
Madhusudhan lehnt die Kometentheorie jedoch ab, weil die Anzahl der DMs, die er sagt, in der Atmosphäre eines Exoplanets beobachtbar sein muss. “Wie viel müssen Sie liefern, damit es in einer planetarischen Atmosphäre beobachtet werden kann? Kometen passieren nicht stundenlang”, sagte er. Er glaubt, dass die Anzahl der Kometen, die in K2-18B krachen und DMS mitbringen, für diese Produktionsmethode, die er gefunden hat, unrealistisch hoch sein müsste, um die Signatur zu erklären, um zu erklären.
Es ist eindeutig mehr Arbeit zu tun, bevor ein Konsens darüber besteht, ob diese Signatur real ist und ob DMS eine zuverlässige Biosignatur ist. MacDonald erklärte, dass mehr Teleskopbeobachtungen der Atmosphäre von K2-18B aus mehreren Instrumenten der “Goldstandard” sei, um zu beweisen, ob DMS tatsächlich vorhanden ist.
Und diese Arbeit ist im Gange.
“Wir bekommen mehr Beobachtungen, andere bekommen mehr Beobachtungen”, sagte Madhusudhan. “Also werden wir im nächsten Jahr sehen, ob das Molekül da ist oder nicht.”
