W 2023 r. Naukowcy z Cambridge University zgłosili coś, co wydawało się bardzo ekscytujące. Powiedzieli, że teleskop kosmiczny Jamesa Webba z NASA wykrył oznaki płynnego oceanu wodnego-i być może życia-na egzoplanetowym K2-18B, umiarkowanym sub-neptunym świecie położonym około 124 lat świetlnych od Ziemi. Następnie, na początku tego roku ten sam zespół ogłosił, co nazywali jeszcze silniejszymi dowodami na te potencjalne oznaki życia obcych.
Znaki zakorzeniono w niepewnym wykryciu siarczku dimetylowego (DMS) – cząsteczki wytwarzanej na Ziemia wyłącznie przez życie morskie – i/lub jego bliskie chemiczne względne DMD, które jest również potencjalnym biosignaturą, w atmosferze egzoplanet. Odkrycie to, wraz z możliwością, że K2-18B jest „światem hydraceńskim” z płynnym oceanem wodnym, wzbudziło znaczne zainteresowanie jego potencjałem wspierania życia.
Jednak wyniki te wywołały intensywną debatę wśród astronomów. Podczas gdy rozpoznanie tego odkrycia byłoby przełomowym osiągnięciem i głównym świadectwem James Webb Space TelescopeMożliwości „S (JWST), jeśli są prawdziwe, wielu naukowców pozostaje sceptycznych, kwestionując zarówno wiarygodność wykrytych podpisów DMS, jak i czy sam DMS jest przede wszystkim niezawodnym oznaką życia. Jako takie, wielu niezależne zespoły Przeprowadziłem dalsze badania dotyczące pierwotnych roszczeń-a nowo opublikowana tylko dodaje się do debaty, sugerując, że wykrywanie DMS naukowców z Cambridge nie było wystarczająco znaczące, aby uzasadnić rozgłos, którą otrzymał.
„Wśród nauk fizycznych astronomia cieszy się uprzywilejowaną pozycją” – powiedział Space.com Rafael Luque, badacz doktorancki z University of Chicago. „Jest częściej omawiany w mediach dzięki jego atrakcyjności wizualnemu, a wielkie pytania filozoficzne i uniwersalne, które rozwiązuje. Oczekiwano zatem, że – nawet jeśli niepewne – wykrycie potencjalnego biomarkera w atmosferze egzoplanety miałoby szerokie pokrycie”.
Znaczenie istotności
Luque i jego koledzy, w tym inni postoktorancy Caroline Piaulet-Ghorayeb i Michael Zhang, pozostają niezgodne z tym, że to, co astronomowie zaobserwowali na K2-18B, było w rzeczywistości wiarygodnym podpisem wskazującym na życie. W ostatnim arxiv Przedruk -który nie został jeszcze recenzowany-ich zespół ponownie zbadał ważność pierwotnych dowodów. „W ten sposób działa nauka: dowody i przeciwstawienie idą w parze” – stwierdził.
Kiedy naukowcy badają dane z różnych instrumentów osobno, mogą skończyć z sprzecznymi wynikami – to tak, jakby znaleźć dwie różne „historie” na temat, który nie pasuje. „W rzeczywistości tak się stało w dokumentach oryginalnego zespołu” – powiedział Zhang Space.com. „Wnioskowali znacznie wyższą temperaturę z danych MIRI (środkowej podczerwieni) niż z danych Niriss i NirSpec (bliskiej podczerwieni). Dopasowanie wszystkich danych w tym samym modelu zapewnia, że nie opowiadamy sprzecznych historii o tej samej planecie”.
W ten sposób zespół przeprowadził wspólną analizę K2-18B, wykorzystując dane ze wszystkich trzech kluczowych instrumentów JWST-Imager w bliskiej podczerwieni i spektrograf bez szczeliny (Niriss) i spektrografu bliskiej podczerwieni (NIRSPEC), które przechwytują światło bliskie podmuchu, oraz instrument środkowej powierzchni (miRI), który wykrywa dłuższy w środkowej części wietrznej. długości fali. Celem było zapewnienie konsekwentnej interpretacji spektrum K2-18B, które według zespołu brakowało oryginalnych badań.
„Ponownie przeanalizowaliśmy te same dane JWST, wykorzystane w badaniu opublikowanym na początku tego roku, ale w połączeniu z innymi obserwacjami JWST tej samej opublikowanej planety opublikowanej […] Dwa lata temu „Piaulet-Ghorayeb powiedział Space.com.„ Stwierdziliśmy, że silniejszy sygnał, który twierdził w obserwacjach 2025, jest znacznie słabszy, gdy wszystkie dane są łączone ”.
Sygnały te mogą wydawać się słabsze, gdy wszystkie dane są połączone, ponieważ początkowe „silne” wykrywanie mogło zostać przecenione, jak twierdzi zespół, z powodu opartego na ograniczonym początkowym zestawie danych. Łączenie danych z wielu źródeł pozwala naukowcom sprawdzić i weryfikować siłę-i ważność-konkretnego sygnału.
„Różne metody redukcji danych i kody pobierania zawsze dają nieco inne wyniki, dlatego ważne jest, aby wypróbować wiele metod, aby zobaczyć, jak solidne są wyniki”, wyjaśnił Piaulet-Ghorayeb. „Nigdy nie widzieliśmy więcej niż nieznaczne wskazówki ani DMS lub DMD, a nawet te wskazówki nie były obecne we wszystkich redukcjach danych”.
„Co ważne, wykazaliśmy, że podczas testowania szerszego zakresu cząsteczek, które spodziewamy się abiotycznie w atmosferze, te same zaobserwowane cechy spektralne można odtworzyć bez potrzeby DMS lub DMD”, kontynuowała.
Więcej niż jedna ścieżka do wyniku
Cząsteczki w atmosferze egzoplanety są zwykle wykrywane za pomocą analizy spektralnej, która identyfikuje unikalne „chemiczne odciski palców” w oparciu o to, jak atmosfera planety pochłania określone długości fali światła gwiazd, gdy przechodzi – lub tranzyty – przed gwiazdą gospodarza. Ta absorpcja pozostawia wyraźne wzory w spektrum świetlnym, które ujawniają obecność różnych cząsteczek.
„Podpis każdej cząsteczki jest wyjątkowy, ale różne cząsteczki mogą mieć pewne cechy, które spadają w podobnych miejscach ze względu na ich bliskie struktury molekularne”, wyjaśnił Piaulet-Ghorayeb.
Różnica między DMS a etanem – wspólna cząsteczka w atmosferze egzoplanetowej – to tylko jeden atom siarki, a spektrometry obecne, w tym te na JWST, mają imponującą wrażliwość, ale wciąż granice twarzy. Odległość do egzoplanet, słabym sygnałów i złożoność atmosfery oznaczają rozróżnienie między cząsteczkami, które różnią się tylko jednym atomem, są niezwykle trudne.
„Jest powszechnie uznawany za ogromny problem w wykrywaniu biomarkera, choć nie jest to nie do pokonania, ponieważ różne cząsteczki mają subtelnie różne cechy absorpcji”, powiedział Pialelet-Ghorayeb. „Dopóki nie będziemy w stanie oddzielić tych sygnałów wyraźniej, musimy szczególnie uważać, aby nie zinterpretować ich jako oznak życia”.
Oprócz ograniczeń technicznych innym źródłem sceptycyzmu jest sposób interpretacji danych statystycznie. Luque wskazuje, że badanie 2023 opisało wykrycie DM jako „niepewne”, odzwierciedlające wstępny charakter odkrycia. Jednak najnowszy artykuł 2025 stwierdził, że wykrycie DMS i/lub DMD osiągnęło znaczenie 3-SIGMA-poziom, który, choć poniżej progu 5-sigma wymaganego do potwierdzonego odkrycia, jest ogólnie uważane za umiarkowane dowody statystyczne.
“Zaskakująco, Ta ostatnia praca był używane do podwójnego roszczenia o DMS i jeszcze bardziej złożone cząsteczki do obecności. Wykrywanie nie jest jednak statystycznie istotne ani solidne, jak pokazujemy w naszej pracy.
Pomimo tych niepewności zespół martwi się, że relacje w mediach nadal spoglądają odważne twierdzenia o DMS i innych cząsteczkach. ” [JWST] Teleskop jest niezwykle potężny, ale wykrywane przez nas sygnały są bardzo małe. Jako społeczność musimy upewnić się, że wszelkie roszczenia o składzie planety są odporne na wybory dokonane podczas przetwarzania danych z teleskopu ”-powiedział Piaulet-Ghorayeb.
„Naukowcy mają obowiązek podwójnie sprawdzić i weryfikować, ale media są również odpowiedzialne za należycie zgłaszanie tych działań kontrolnych dla ogółu społeczeństwa”-dodał Luque. „Nawet jeśli mają mniej chwytliwych tytułów”.
„Jak powiedział kiedyś Carl Sagan:„ Niezwykłe roszczenia wymagają niezwykłych dowodów ” – powiedział Luque. „Próg ten nie spotkał się z tym, jak wyniki zostały rozpowszechnione dla ogółu społeczeństwa”.
Czy Otrzymamy wyraźną odpowiedź na temat życia na K2-18 B jest niepewna-nie tylko z powodu granic technologicznych, ale dlatego, że przypadek kontynuacji z JWST może po prostu nie być wystarczająco silny. „JWST nadal obserwuje K2-18B i chociaż nowe obserwacje nie będą miały możliwości wykrywania życia, wkrótce dowiemy się więcej o atmosferze i wnętrzu planety”-powiedział Zhang.
