רמזים כימיים על כוכב לכת רחוק מציגים “העדות החזקה ביותר עד כה” לקיומם של חיים מחוץ למערכת השמש

טלסקופ החלל ג’יימס ווב זיהה סימנים כימיים אפשריים לחיים באטמוספירת כוכב חוץ־שמשי, אך החוקרים מזהירים שעדיין מוקדם מדי להכריע

אסטרונומים זיהו את העדויות המבטיחות ביותר עד כה לרמז ביולוגי מחוץ למערכת השמש, אך עדיין נוקטים זהירות. באמצעות נתונים מטלסקופ החלל ג’יימס ווב (JWST), הובל מחקר באוניברסיטת קיימברידג’ בזיהוי טביעות אצבע כימיות של דימתיל סולפיד (DMS) ו/או דימתיל דיסולפיד (DMDS) באטמוספירת כוכב החוץ‑שמשי K2‑18b, הנמצא באזור הישיב של כוכבו.

בכדור הארץ, DMS ו‑DMDS נוצרים אך ורק על ידי פעילות ביולוגית, בעיקר מיקרוביאלית כדוגמת פלנקטון ימי. אף כי ייתכן שתהליך כימי לא ידוע ב‑K2‑18b אחראי להופעתם, ממצאי המחקר מהווים עדות חזקה ביותר לכך שייתכן וחיים מתקיימים על כוכב מחוץ למערכת השמש.

התצפיות הגיעו לרמת מובהקות סטטיסטית של שלוש סיגמא, כלומר סיכוי של 0.3% שהן נוצרו במקרה. כדי להשיג מעמד של גילוי מדעי מקובל, יש צורך לחצות את סף חמשת הסיגמא, המשמעותי בסיכוי של פחות מ‑0.00006% להתרחשות אקראית. החוקרים מעריכים כי בין 16 ל‑24 שעות תצפית נוספות עם JWST עשויות לסייע להם להגיע למובהקות הדרושה. התוצאות פורסמו ב־The Astrophysical Journal Letters.

תצפיות קודמות של K2‑18b—כוכב כבד פי 8.6 וכביר פי 2.6 מכדור הארץ, במרחק של 124 שנות אור במזל אריה—זיהו בפעם הראשונה מולקולות פחמן, מתאן ופחמן דו‑חמצני, באטמוספירה שלו. ממצאים אלה תאמו את ההנחה ש‑K2‑18b הוא “עולם Hycean”: כוכב לכת מכוסה אוקיינוס ומתחת לאטמוספירה עשירה במימן.

עם זאת, אות חלש יותר מהמחקר הראשון העלה אפשרות נוספת. “לא ידענו אם האות שזיהינו אז נבע מ‑DMS, אך הרמז הסקרן הוביל אותנו לשוב ולסקור את K2‑18b שוב עם JWST ובמכשיר שונה,” הסביר פרופ’ ניקו מדהוסודהאן ממכון האסטרונומיה בקיימברידג’, ראש צוות המחקר.

לאבחון הרכב האטמוספירה של כוכבים רחוקים משתמשים אסטרונומים בטכניקת טרנזיט: כאשר כוכב לכת עובר מול כוכבו ההורי, חלק מהאור חודר דרך האטמוספירה של כוכב הלכת ומגיעה אלינו עם חותמות בליעה ספקטראליות. בניתוח אותן חותמות, ניתן לזהות אילו גזים נוכחים באטמוספירה.

האבחנה הראשונית של DMS נעשתה בעזרת מכשירי NIRISS (Near‑Infrared Imager and Slitless Spectrograph) ו‑NIRSpec (Near‑Infrared Spectrograph) של JWST, שטווחם 0.8–5 מיקרון. ההתצפית החדשה, העצמאית, בוצעה באמצעות MIRI (Mid‑Infrared Instrument) של JWST, בטווח 6–12 מיקרון. “זו קו ראיות עצמאי, ללא כל חפיפה לטווחי התצפיות הקודמות,” הדגיש מדהוסודהאן, “והאות הגיע חזק וברור.”

“הייתה זה הרגע שבו הבנו שהתוצאות יציבות ועוברות בהצלחה את כל הבדיקות העצמאיות שלנו,” הוסיף ד”ר מונס הולמברג ממכון מדעי טלסקופ החלל בבולטימור.

DMS ו‑DMDS שייכים לאותה משפחת מולקולות, ושתיהן נחשבות ביוסיגנורים פוטנציאליים. שני הגזים מציגים תכונות ספקטרליות חופפות בטווח הנצפה, אך תצפיות עתידיות עשויות להבחין ביניהם. בריכוזים המשוערים של עשרות חלקים למיליון, רמותיהם ב‑K2‑18b גבוהות במאות עד אלפי מונים מהמקובל בכדור הארץ (כלומר, מתחת לחלק פר מיליארד אצלנו).

“עבודות תיאורטיות קודמות חזו שרמות גבוהות של גזי גופרית כמו DMS ו‑DMDS אפשריות בעולמות Hycean,” אמר מדהוסודהאן, “והנה ראינו זאת במציאות, בהתאם לחיזוי. בהתבסס על כל מה שאנו יודעים, עולם Hycean עם אוקיינוס שוקק חיים הוא התרחיש שמתאים ביותר לנתונים.”

למרות ההתרגשות, החוקרים מדגישים כי יש לשמור על זהירות ולרכוש נתונים נוספים לפני הכרזה על גילוי חיים. יתכן שתהליכים כימיים לא־ביולוגיים ב‑K2‑18b יכולים להסביר את הנוכחות של DMS ו‑DMDS ברמה הנצפית. לשם כך מתוכננים מחקרים תיאורטיים וניסויים במעבדה שיבדקו אם ניתן לייצר מולקולות אלה בתנאים פלנטריים ללא חיים.

“הנחת קיומן של מולות הביוסיגנור הללו מעלה שאלות עמוקות בנוגע לתהליכים שעשויים להפיקן,” אמר ד”ר סובאג’יט סארקר מאוניברסיטת קרדיף. “עבודתנו היא נקודת הפתיחה לחקירות הנחוצות לאישור והבנת הממצאים המרגשים,” הוסיף ד”ר סבבאס קונסטנטינופולו ממכון האסטרונומיה בקיימברידג’.

“חשוב שנהיה ספקנים כלפי הממצאים שלנו, כי רק באמצעות בדיקות חוזרות נוכל להגיע לאמון אמיתי בתוצאות,” סיכם מדהוסודהאן.

אף שאינו טוען לגילוי סופי, מדהוסודהאן מציין שעם כלים עוצמתיים כמו JWST וטלסקופים עתידיים מתוכננים, אנושות פוסעת עוד צעד קריטי לקראת מענה על השאלה המרכזית: האם אנו לבד ביקום? “עשורים מעכשיו, אולי נביט לאחור ונדמה כי רגע זה היה נקודת המפנה שבה היקום החי הפך נגיש להבנה,” אמר.

טלסקופ החלל ג’יימס ווב הוא פרויקט משותף של נאס”א, הסוכנות האירופית לחלל (ESA) והסוכנות הקנדית לחלל (CSA). המחקר נתמך במענק Frontier Research של UK Research and Innovation (UKRI).

למידע נוסף על עולמות Hycean

למאמר המדעי

עוד בנושא באתר הידען:

• מחקר: רמזים להיתכנות חיים בנוגה * מרבית המדענים עדיין סבורים שכוכב הלכת עקר
• התגלה מתאן באטמוספירת מאדים: האם זה סימן לחיים או לפעילות וולקנית?
• אוזן קשבת להדי המפץ הגדול / רוס ד' אנדרסן