17 апреля 2025 года астрономы из Американского астрономического общества опубликовали статью в The Astrophysical Journal Letters об обнаружении биомаркеров на далекой экзоплнете K2-18b. Ученые нашли углеродосодержащие молекулы метана и углекислого газа, и возможно нашли диметилсульфид и диметилдисульфид, известный источник которых на Земле это водоросли.
В целом, наши результаты представляют собой важный шаг вперед в поиске сигнатур жизни на экзопланетах. Однако надежное установление как достоверности настоящих выводов, так и их возможной связи с жизнью на K2-18 b требует целенаправленных усилий во многих направлениях - наблюдательных, теоретических и экспериментальных. Наблюдения с JWST уже демонстрируют, что обнаружение гикеанов может ускорить поиск жизни в космосе. Центральный вопрос сейчас заключается в том, готовы ли мы определить сигнатуры жизни в таких мирах? Возможность у нас на пороге.
Моисей (Джулиана И. Моисей - один из авторов статьи)
Планетарная классификация
K2-18b
K2-18 - тусклый красный карлик в созвездии Льва в 124 световых годах от Земли, вокруг которого космическая обсерватория Kepler обнаружила две экзопланеты. По определению 2006 года, планета - это исключительно то, что вращается вокруг Солнца, а то что вокруг других звезд - экзопланета. Однако, некоторые астрономы предлагают пересмотреть определение и называть планетами объекты на орбите любых звезд. Забавно, что на данный момент на резолюцию Международного астрономического союза со старым определением ведет битая ссылка.
Определение "планеты" не найдено!
Кто найдет, просим обратиться в Международный астрономический союз.
Экзопланеты, которые не получили красочных названий именуют обозначением звезды и латинской буквой, начиная с b, потому что a - это сама звезда, но ее в обозначении не пишут. Таким образом, классификация заложенная уже в названии дает немало информации.
K2-18b - ближайшая планета к своей звезде
Суперземли и мегаземли
Наша вселенная родилась из Большого взрыва, в результате которого получилось много легких элементов - водорода и гелия, а вот тяжелые пришлось получать нуклеосинтезом в ядрах звезд, поэтому их значительно меньше. От сюда - каменные планеты земного типа маленькие, а газовые - из водорода - гиганты. Но, где именно пролегает граница?
Суперземлей называют экзопланету из тяжелых элементов, чья масса больше Земной. Если масса экзопланеты превышает 10 земных масс, то ее называют мегаземлей. Например, Kepler-277b имеет массу в 84 земных, что не далеко, например, от массы Сатурна в 95 земных массы.
Субнептун и гикиан
Но если экзопланета, по большей части состоит из легких элементов и больше Земли, но не больше Урана (14,5 земных масс), то его называют газовым карликом, субнептуном или миленько мининептуном. Впрочем, они не полностью состоят из газа. У них есть твердое ядро, возможно жидкая оболочка из воды и аммиака и большая плотная атмосфера из водорода и гелия. Если атмосфера не очень плотная, газовый карлик могут назвать водной планетой или планетой-океаном. Если вода на экзопланетах жидкая, а атмосфера из водорода, то астрономы из Кембриджа предложили в 2021 году называть их гикеанами, от латинских слов hydrogenium и ocean.
Можно заметить, что под описание гикеана попадают и субнептуны и супрземли. И вообще, они входят в один диапазон масс и размеров, что делает задачу по классификации трудной. И экзопланета может переходить от одного типа к другому по мере уточнения ее плотности.
Аргументы за жизнь
Гикеаны хорошо распознаются при помощи спектрографии и теоретически должны быть пригодны для жизни. Гикеан в K2-18b распознал космический телескоп имени Джеймса Уэбба и это большая удача. Экзопланеты, земного типа, вращающиеся вокруг звезд похожих на Солнце JWST рассмотреть не может, а гикеаны вокруг красных карликов - вполне. Удобство в обнаружении состоит и в больших размерах газовых карликов и в том, что зона обитаемости для них значительно больше.
Астрономы уверены в наличии в богатой аммиаком и угарным газом атмосфере K2-18b метана и углекислого газа, что иногда можно считать биомаркером. Биологи предполагают, что в средах богатых водородом наличие диметилсульфида является более надежным биомаркером, ведь на Земле его вырабатывают, в основном, водоросли. Это вещество придает морю характерный запах.
Аргументы против жизни
С другой стороны, гикеанов в Солнечной системе нет. Размеры молекул диметилсульфида и диметилдисульфида взяты для землеподобной атмосферы, а это может быть неверно для гикеана. То есть, сами авторы открытия говорят о возможности ошибочных выводов по ключевому вопросу - обнаружены ли надежные биомаркеры на K2-18b или нет.
Кроме того, существует и безжизненный механизм синтеза диметилсульфида. Например, он был обнаружен в хвосте кометы Чурюмова-Герасименко и получен в лаборатории неорганическим путем. Из-за этого есть сомнения в том, что диметилсульфид является четким биомаркером для поиска внеземной жизни.
Аргумент Планеты Х
24 апреля 2025 года астрономы из Японии и Тайвани сузили размеры области поиска девятой планеты солнечной системы, представив 13 пар подозреваемых объектов. А физики из Калифорнийского технологического института в интервью National Geographic предполагают, что недостающая планета Солнечной системы как раз является субнептуном. То есть, существует призрачная вероятность, что гикеан в Солнечной системе все-таки есть. Если это так, то обнаружив его, мы смогли бы проверить и многие предположения, касающиеся поиска жизни в глубоком космосе.
Что еще почитать про гикеаны?
- Наша статья о поисках Планеты Х еще пишется.
Автор статьи - физик Георгий Тимс для проекта «Физика для гуманитариев». При копировании, пожалуйста, указывайте авторство. Социальные сети проекта: Телеграмм канал, Ютуб канал
