BROJNI mediji prenijeli su danas vijest da je na planetu K2-12b vjerojatno otkrivena velika količina molekule dimetil sulfida (DMS), koju na Zemlji proizvode samo živi organizmi.

Slična vijest, s nešto manje dokaza, objavljena je još u jesen 2023. Neki su to već tada nazvali revolucionarnim trenutkom u potrazi za životom, no ubrzo su stigla ozbiljna pitanja i dvojbe. Je li DMS zaista dokaz života? Ili je to samo još jedan primjer koliko su granice između biologije i kemije u svemiru zamagljene?

Što znamo o K2-18b i zašto je poseban?

Planet K2-18b otkriven je 2015. pomoću Keplerova teleskopa (odatle slovo K). Nalazi se na 120 svjetlosnih godina od nas, u sustavu zvijezde K2-18 u zviježđu Lava, oko koje kruži kao jedan od tzv. sub-Neptuna – planeta većih od Zemlje, ali manjih od Neptuna.

Zvijezda K2-18 je crveni patuljak, ima masu oko 0,4 Sunčeve, hladnija je i manjeg je sjaja. Takve zvijezde su najbrojnije u našoj galaksiji i glavni su kandidati za postojanje života. Nastanjiva zona u kojoj bi mogao postojati tekući ocean oko K2-18 znatno je bliže zvijezdi nego što je kod Sunca. Stoga bi K2-18b, koji kruži relativno blizu, ipak mogao imati uvjete povoljne za život.

Mogući ocean vode

K2-18b je zanimljiv zato što ima osam i pol puta veću masu od Zemljine, ali i zbog uvjeta koji ondje vladaju.

Naime, prema istraživanjima tima astrofizičara Nikke Madhusudhanea sa Sveučilišta Cambridge, koji je objavio novu studiju o DMS-u, planet ima atmosferu bogatu vodikom i metanom, bez tragova amonijaka. To, zajedno s tragovima vodene pare otkrivenim 2019., upućuje na postojanje oceana vode ispod atmosfere.

DMS – molekula života ili samo kemijski spoj?

James Webb

Krajem 2023., Madhusudhanov tim objavio je kako su u podacima dobivenim svemirskim teleskopom James Webb pronašli slabe, ali stabilne tragove DMS-a. Na Zemlji DMS stvaraju mikroorganizmi u oceanima, prvenstveno fitoplankton i bakterije. Ne postoji poznati abiotički proces na Zemlji koji ga proizvodi u značajnim količinama.

Isti tim sada je u novoj studiji otkrio mnogo jače dokaze za postojanje DMS-a. Autori u sažetku pišu da se detektirani spektar K2-18b ne može objasniti većinom molekula koje se očekuju na tom planetu osim DMS-om i dimetil disulfidom (DMDS), koji je također potencijalni biopotpis.

Ističu da je prisutnost DMS-a i/ili DMDS-a u atmosferi potvrđena na razini značajnosti od 3-sigma, uz visoku koncentraciju (≳10 dijelova na milijun po volumenu) barem jedne od tih dviju molekula.

Značajnost od 3-sigma znači da postoji otprilike 1 prema 370 šanse da je rezultat slučajan (99.7% pouzdanosti), što je snažan statistički signal. No za pouzdani dokaz trebala bi im značajnost od 5 sigma, što bi značilo da je šansa za slučajnost manja od 1 na 3.5 milijuna.

Problem interpretacije

Međutim, to je ipak tek početak priče. Čak i sam Madhusudan ističe da ne treba brzati sa zaključkom da je ovo otkriće potvrda postojanja života na K2-18b.

Važno je imati na umu da astronomi ne "vide" molekule izravno. Oni proučavaju spektar svjetlosti koja prolazi kroz atmosferu planeta u kojoj različiti atomi i spojevi apsorbiraju različite dijelove spektra. Teleskopi poput Jamesa Webba bilježe te spektralne potpise, koji se potom uspoređuju s modelima kako bi se rekonstruirao kemijski sastav atmosfere.

No, interpretacija tih podataka nije jednostavna.

Bojan Pečnik, koji je doktorirao na Institutu za ekstraterestrijalnu fiziku Max Planck u Njemačkoj, kaže da različiti računalni modeli, ili čak isti modeli uz različite pretpostavke, mogu dati različite rezultate iz istih podataka.

"To znači da signal DMS-a može nestati ovisno o pristupu analizi. Osim toga, DMS ima spektroskopski potpis sličan drugim molekulama, poput metana, što dodatno otežava tumačenje. Pouzdana detekcija DMS-a i njegovo biološko podrijetlo vrlo su snažne tvrdnje, za koje zasad nema dovoljno snažnih dokaza", tumači Pečnik.

DMS može nastati i bez života

Otkriće DMS-a u atmosferi egzoplaneta također je potaknulo pitanje može li ta molekula nastati i bez života u nekim posebnim uvjetima.

Odgovor je potvrdan. Još 1975. godine znanstvenici su u laboratorijskim uvjetima uspjeli proizvesti DMS spajanjem metana i vodikova sulfida pomoću elektriciteta, dakle u procesu koji ne uključuje život. Doduše, ti uvjeti ne stvaraju količine DMS-a dovoljne da bi se mogle detektirati s tako velike udaljenosti.

Još važnije, jedna studija objavljena u studenome 2024. otkrila je da DMS postoji na jednom kometu – što bi značilo da se molekula može formirati i u svemirskim uvjetima bez ikakvih bioloških procesa i potom prenijeti na planete.

Madhusudhan odbacuje tu mogućnost i ističe da bi bila potrebna neuobičajeno velika količina kometa za stvaranje razine DMS-a kakvu je njegov tim detektirao u atmosferi K2-18b.

Što bi bio konačni dokaz života?

Najsigurniji dokaz izvanzemaljskog života bio bi zapravo pronalazak organizama ili bioloških molekula poput DNA ili RNA. No problem je u tome što se takve molekule ne mogu detektirati iz velikih udaljenosti, čak ni najnaprednijim teleskopima.

Pečnik ističe da se molekule poput DNA obično nalaze unutar staničnih struktura.

"Stoga, čak i da se nalaze u atmosferi takvog svijeta, one ne bi upijale svjetlo matične zvijezde na način koji bismo mogli detektirati našim teleskopima", dodaje.

Drugim riječima, bez slanja letjelica koje bi sletjele na površinu planeta i prikupile uzorke – što je trenutačno tehnološki i logistički nemoguće – znanstvenici su osuđeni na tumačenje spektralnih podataka i potragu za molekulama koje bi mogle biti indirektna, ali čvrsta indikacija života.

Što dalje?

Kako bi se potvrdilo prisustvo DMS-a, znanstvenici žele prikupiti dodatne podatke pomoću drugih instrumenata.

Do kraja desetljeća očekuje se dovršetak ekstremno velikog teleskopa Europske južne zvjezdarnice s promjerom od 39.5 metara (dolje), koji bi mogao pružiti znatno jasniji spektar atmosfere K2-18b.

Trebamo se još strpjeti

Hrvatski astronom i popularizator znanosti Ante Radonić kaže da ćemo na neku ozbiljniju potvrdu postojanja života na K2-12b ipak trebati pričekati koju godinu.

"Prvi korak bit će da druge znanstvene skupine prouče iste mjerne podatke, kako bi potvrdile da je to ono što oni zaista misle da su pronašli", kaže Radonić.

"Nakon toga mnogi će biokemičari i kemičari trebati razmisliti mogu li ti spojevi na tom planetu nastati u velikim količinama abiotičkim putem, bez živih organizama. Na prvi pogled izgleda da to može stvoriti samo život, međutim kada se znanstvenici malo bolje upute u istraživanje nalaza i kada vide koji bi uvjeti, poput tlaka i temperature u toj bogatoj atmosferi, mogli rezultirati kakvom kemijom, stvari će postati jasnije", tumači te dodaje da bi se za te svrhe možda mogli koristiti i računalni modeli.

Uz sve navedeno, trebat će vidjeti što još ima u atmosferi K2-18b.

"Možda ćemo morati pričekati još koju godinu, pa i više da doznamo ima li ondje nekih drugih sastojaka koji bi ukazivali na život, možda u malim količinama koje za sada ne možemo registrirati. Ja računam da ćemo puno više podataka o spektru atmosfere tog planeta moći dobiti od kraja desetljeća kada će biti gotov ekstremno veliki teleskop u Čileu. On će prikupljati ogromnu količinu svjetla, pa će spektar biti puno jasniji, a također ćemo možda pronaći još neke tvari koje bi mogle pridonijeti utvrđivanju je li DMS nastao anorganskim ili biološkim putem", dodaje.

Zašto bi otkriće života bilo velika stvar?

Radonić kaže da bi otkriće života izvan Zemlje bilo najveće u novijoj povijesti čak i kada bi se otkrili samo mikroorganizmi.

"Ako jednom otkrijemo život izvan Zemlje, a trenutno smo na nuli, onda možemo automatski računati da svemir vrvi životom, jer je golem. To bi također davalo šanse da negdje u skrivenim oceanima kakvih ima u Sunčevom sustavu može biti života. Za sada, dok nemamo ni jedno otkriće, ne možemo znati jesmo li sami u svemiru ili je on pun života", poručuje Radonić.