Os astrônomos detectaram os sinais mais promissores ainda de uma possível biosseignatura fora do sistema photo voltaic, embora permaneçam cautelosos.
Usando dados do Telescópio de James Webb House (JWST), os astrônomos, liderados pela Universidade de Cambridge, detectaram as impressões digitais químicas de dimetilsulfeto de dimetil (DMS) e/ou dissulfeto de dimetil (DMDs), na atmosfera da zona exoplaneta.
Na Terra, DMs e DMDs são produzidos apenas pela vida, principalmente a vida microbiana, como o fitoplâncton marinho. Embora um processo químico desconhecido possa ser a fonte dessas moléculas na atmosfera de K2-18b, os resultados são a evidência mais forte, mas de que a vida pode existir em um planeta fora do nosso sistema photo voltaic.
As observações atingiram o nível de significância estatística ‘Três-Sigma’-o que significa que há uma probabilidade de 0,3% de que elas ocorreram por acaso. Para atingir a classificação aceita para a descoberta científica, as observações teriam que atravessar o limiar de cinco sigma, o que significa que haveria abaixo de uma probabilidade de 0,00006% que ocorreram por acaso.
Os pesquisadores dizem que entre 16 e 24 horas de tempo de observação de acompanhamento com JWST podem ajudá-los a atingir o importante significado de cinco sigma. Seus resultados são relatados em As cartas do diário astrofísicas.
Observações anteriores de K2-18b-que são 8,6 vezes mais maciças e 2,6 vezes o tamanho da Terra, e fica a 124 anos-luz de distância na constelação de Leo-identificaram metano e dióxido de carbono em sua atmosfera. Foi a primeira vez que as moléculas à base de carbono foram descobertas na atmosfera de uma exoplaneta na zona habitável. Esses resultados foram consistentes com as previsões de um planeta ‘hycean’: um mundo habitável coberto de oceano sob uma atmosfera rica em hidrogênio.
No entanto, outro sinal mais fraco sugeriu a possibilidade de outra coisa acontecendo no K2-18b. “Não sabíamos ao certo se o sinal que vimos da última vez foi devido ao DMS, mas apenas a sugestão foi emocionante o suficiente para termos outro olhar com o JWST usando um instrumento diferente”, disse o professor Nikku Madhusudhan, do Instituto de Astronomia de Cambridge, que liderou a pesquisa.
Para determinar a composição química das atmosferas de planetas distantes, os astrônomos analisam a luz de sua estrela dos pais enquanto o planeta transita ou passa em frente à estrela como visto da terra. Como o K2-18b trânsito, o JWST pode detectar uma queda no brilho estelar, e uma pequena fração da luz das estrelas passa pela atmosfera do planeta antes de chegar à Terra. A absorção de parte da luz das estrelas na atmosfera do planeta deixa impressões no espectro estelar que os astrônomos podem reunir para determinar os gases constituintes da atmosfera do exoplaneta.
A inferência anterior, tentativa de DMS, foi feita usando instrumentos Niriss (Imager de infravermelho próximo e espectrografia sem fenda) e NirSpec (espectrógrafo de infravermelho próximo), que juntos cobrem a faixa de infravermelho próximo (0,8-5 mícrons) de comprimentos de onda. A nova observação independente usou o Miri (instrumento de infravermelho médio) da JWST na faixa de infravermelho médio (6-12).
“Esta é uma linha de evidência independente, usando um instrumento diferente do que fizemos antes e uma faixa de luz diferente, onde não há sobreposição com as observações anteriores”, disse Madhusudhan. “O sinal veio forte e claro.”
“Foi uma percepção incrível ver os resultados emergir e permanecer consistente ao longo das extensas análises independentes e testes de robustez”, disse o co-autor Måns Holmberg, pesquisador do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial em Baltimore, EUA.
DMs e DMDs são moléculas da mesma família química, e ambos são previstos como biosignidades. Ambas as moléculas têm características espectrais sobrepostas na faixa de comprimento de onda observada, embora outras observações ajudem a diferenciar as duas moléculas.
No entanto, as concentrações de DMs e DMDs na atmosfera de K2-18b são muito diferentes das da Terra, onde geralmente estão abaixo de uma parte por bilhão em quantity. No K2-18b, eles são estimados em milhares de vezes mais fortes-mais de dez partes por milhão.
“O trabalho teórico anterior havia previsto que altos níveis de gases à base de enxofre, como DMS e DMDs, são possíveis em mundos hyceans”, disse Madhusudhan. “E agora observamos isso, de acordo com o que foi previsto. Dado tudo o que sabemos sobre este planeta, um mundo hycean com um oceano que está repleto de vida é o cenário que melhor se encaixa nos dados que temos”.
Madhusudhan diz que, embora os resultados sejam emocionantes, é very important obter mais dados antes de afirmar que a vida foi encontrada em outro mundo. Ele diz que, embora seja cautelosamente otimista, pode haver processos químicos anteriormente desconhecidos em ação no K2-18B, que podem explicar as observações. Trabalhando com colegas, ele espera realizar trabalhos teóricos e experimentais adicionais para determinar se DMs e DMDs podem ser produzidos não biologicamente no nível atualmente inferido.
“A inferência dessas moléculas de biosseignatura coloca questões profundas sobre os processos que podem estar produzindo-os”, disse o co-autor Subhajit Sarkar, da Universidade de Cardiff.
“Nosso trabalho é o ponto de partida para todas as investigações que agora são necessárias para confirmar e entender as implicações dessas descobertas emocionantes”, disse o co-autor Savvas Constantinou, também do Instituto de Astronomia de Cambridge.
“É importante que estejamos profundamente céticos em relação aos nossos próprios resultados, porque é apenas testando e testando novamente que poderemos chegar ao ponto em que estamos confiantes neles”, disse Madhusudhan. “É assim que a ciência tem que trabalhar.”
Embora ele ainda não esteja reivindicando uma descoberta definitiva, Madhusudhan diz que, com ferramentas poderosas como JWST e futuros telescópios planejados, a humanidade está dando novos passos para responder a mais essenciais perguntas: estamos sozinhos?
“Daqui a décadas, podemos olhar para trás neste momento e reconhecê -lo foi quando o universo vivo chegou ao alcance”, disse Madhusudhan. “Esse pode ser o ponto de inflexão, onde de repente a questão elementary de se estamos sozinhos no universo é um capaz de responder”.
O Telescópio Espacial James Webb é uma colaboração entre a NASA, ESA e a Agência Espacial Canadense (CSA). A pesquisa é apoiada por uma bolsa de pesquisa de Frontier Analysis and Innovation (UKRI) no Reino Unido.
