กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ บันทึกข้อมูลจากชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ K2-18 b ดาวเคราะห์โคจรอยู่ในเขตเอื้ออาศัยของดาวฤกษ์ ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 124 ปีแสง ทีมที่นำโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้ระบุสัญญาณสเปกตรัมที่เข้ากันได้กับไดเมทิลซัลไฟด์หรือไดเมทิลซัลไฟด์ สารประกอบเหล่านี้บนโลกส่วนใหญ่เกิดจากกระบวนการทางชีววิทยาทางทะเล
การสังเกตใช้เครื่องมือ MIRI ซึ่งทำงานที่ความยาวคลื่นแตกต่างจากที่ใช้ในการวิเคราะห์ครั้งก่อน สัญญาณถึงระดับสามซิกมา ซึ่งเท่ากับโอกาสประมาณ 0.3% ที่จะเป็นเสียงรบกวนล้วนๆ การตรวจจับเกิดขึ้นในเดือนเมษายน พ.ศ. 2568 และเพิ่มข้อมูลเบื้องต้นจากปี พ.ศ. 2566 ซึ่งแสดงให้เห็นสารประกอบชนิดเดียวกันนี้เพียงเล็กน้อยแล้ว
K2-18 b ถูกค้นพบในปี 2558 โดยกล้องโทรทรรศน์เคปเลอร์ โลกมีรัศมีประมาณ 2.6 เท่าของโลกและมีมวล 8.6 เท่า แบบจำลองบ่งชี้ว่ามีความหนาแน่นต่ำเพียงพอที่จะแนะนำน้ำปริมาณมาก ดาวเคราะห์ดวงนี้จัดอยู่ในกลุ่มดาวเนปจูนที่พบได้ทั่วไปในกาแลคซี แต่ไม่มีอยู่ในระบบสุริยะ
ดาวเคราะห์เป็นไปตามเงื่อนไขที่เป็นไปได้สำหรับมหาสมุทรทั่วโลก
การสังเกตการณ์ก่อนหน้านี้โดย James Webb ในปี 2023 ยืนยันว่ามีเธนและคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ K2-18 b การไม่มีแอมโมเนียในระดับที่คาดไว้สำหรับดาวเคราะห์ก๊าซบริสุทธิ์ได้เสริมแนวคิดเรื่องสภาพแวดล้อมที่มีน้ำของเหลวอยู่ใต้ชั้นที่อุดมไปด้วยไฮโดรเจน
การรวมกันนี้กำหนดแนวคิดของโลก Hycean ในนั้นมหาสมุทรลึกจะปกคลุมพื้นผิวในขณะที่บรรยากาศชั้นบนประกอบด้วยไฮโดรเจน ดาวเคราะห์ได้รับพลังงานจากดาวฤกษ์คล้ายกับที่โลกได้รับจากดวงอาทิตย์ แบบจำลองสภาพภูมิอากาศบ่งชี้ว่าน้ำอาจมีอยู่ในสถานะของเหลวได้ในวงกว้าง
- รัศมีวัดได้ 2.6 เท่าของโลก
- มวลเทียบเท่ากับ 8.6 เท่าของโลก
- วงโคจรอยู่ในเขตเอื้ออาศัยได้
- บรรยากาศแสดงมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์
- ตรวจพบแอมโมเนียในปริมาณน้อย
คุณลักษณะเหล่านี้ทำให้ K2-18 b แตกต่างจากดาวเนปจูนอื่นๆ ที่มีการศึกษาจนถึงตอนนี้
การตรวจจับไดเมทิลซัลไฟด์ทำให้ผู้เชี่ยวชาญแตกแยก
ไดเมทิลซัลไฟด์หรือ DMS ปรากฏบนโลกที่จับกับแพลงก์ตอนพืชในมหาสมุทร ความเข้มข้นโดยประมาณที่ K2-18 b จะเกินความเข้มข้นบนบกตามลำดับความสำคัญ ทีมงานเคมบริดจ์พิจารณาสัญญาณที่เข้ากันได้กับกิจกรรมทางชีวภาพ แม้ว่าพวกเขาจะหลีกเลี่ยงการยืนยันชีวิตอย่างแน่นอนก็ตาม
สัปดาห์หลังจากการตีพิมพ์ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยชิคาโกได้ประเมินข้อมูลเดิมอีกครั้ง พวกเขาสรุปว่าสัญญาณอาจเป็นผลมาจากเสียงรบกวนจากเครื่องมือหรือความแปรผันของการสอบเทียบ การวิเคราะห์ที่เป็นอิสระในเวลาต่อมา รวมถึงวงดนตรีที่มีเครื่องดนตรีหลายเครื่องจาก James Webb ตอกย้ำการขาดหลักฐานทางสถิติที่ชัดเจนสำหรับ DMS หรือ DMDS
ระดับซิกมาทั้งสามนั้นต่ำกว่ามาตรฐานห้าซิกมาที่จำเป็นสำหรับการค้นพบที่มีผลกระทบสูงในทางดาราศาสตร์ กรณีก่อนหน้านี้ เช่น ฟอสฟีนบนดาวศุกร์ ได้แสดงให้เห็นว่าสัญญาณเบื้องต้นอาจไม่คงอยู่
การวิเคราะห์ซ้ำเน้นข้อจำกัดของข้อมูล
การศึกษาที่รวมข้อสังเกตจาก NIRISS, NIRSpec และ MIRI พบว่าสเปกตรัมสามารถอธิบายได้โดยไม่ต้องใช้ DMS สารประกอบอื่นๆ ที่มีหมู่เมทิล เช่น อีเทน จะสร้างรูปแบบการดูดซึมที่คล้ายกัน
การลดข้อมูลแสดงให้เห็นถึงความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในไปป์ไลน์การประมวลผล แบบจำลองที่มี DMS ไม่ได้มีประสิทธิภาพเหนือกว่าเวอร์ชันที่เรียบง่ายกว่าและมีโมเลกุลน้อยกว่าเสมอไป ข้อมูลในสเปกตรัม MIRI ปรากฏว่าต่ำเมื่อเทียบกับแถบความยาวคลื่นที่สั้นกว่า
นักดาราศาสตร์เน้นย้ำว่าเจมส์ เวบบ์ยอมให้ศึกษาบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบในเขตเอื้ออาศัยได้อย่างละเอียดอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน K2-18 b ทำหน้าที่เป็นการทดสอบสำหรับเทคนิคเหล่านี้ การสังเกตการณ์ครั้งใหม่มีกำหนดเพื่อเพิ่มหรือหักล้างความเชื่อมั่นในสัญญาณ
ความก้าวหน้าในการจำแนกลักษณะของดาวเคราะห์นอกระบบนอกระบบดาวเนปจูน
K2-18 b เป็นตัวแทนของโลกกลุ่มแรกๆ ในเขตเอื้ออาศัยได้ โดยมีการวิเคราะห์บรรยากาศด้วยแถบสเปกตรัมหลายแถบ การสังเกตการณ์ยืนยันว่ามีเธนเป็นองค์ประกอบหลักในบางรุ่น นอกจากนี้ยังจำกัดการปรากฏตัวของก๊าซบางชนิดที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศที่ไม่มีมหาสมุทร
การอภิปรายเกี่ยวกับ DMS แสดงให้เห็นถึงกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ วิเคราะห์ผลการทดสอบเบื้องต้นอีกครั้งโดยอิสระ ชุมชนรอคอยการผ่านหน้าของโลกมากขึ้นเพื่อรวบรวมข้อมูลและลดความไม่แน่นอน
การศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบยังคงดำเนินต่อไป ทีมวางแผนสังเกตการณ์เพิ่มเติมกับเจมส์ เวบบ์ในรอบต่อๆ ไป วัตถุประสงค์คือเพื่อทำแผนที่องค์ประกอบบรรยากาศได้ดีขึ้น และชี้แจงว่ากลไกที่ไม่ใช่ทางชีวภาพสามารถอธิบายร่องรอยที่ตรวจพบได้หรือไม่