Ungeär 120 ljusår från oss, i stjärnbilden Lejonet, kretsar en exoplanet som fått det lite otympliga namnet K2-18b. Den har länge varit ett intressant objekt bland forskare, större än jorden men mindre än Neptunus, och belägen i den beboeliga zonen runt sin stjärna. Nu har planeten seglat upp som en av de mest spännande kandidaterna i jakten på liv utanför vårt solsystem.
Planeten är lite mer än dubbelt så stor som jorden och med ungefär åtta gånger så stor massa. Den roterar kring en röd dvärgstjärna ungefär hälften så stor som solen.
Med hjälp av det kraftfulla rymdteleskopet James Webb har astronomer lyckats analysera atmosfären runt K2-18b. Det man hittat är inget mindre än potentiella spår av biologisk aktivitet, i form av ämnen som metan, koldioxid och kanske även dimetylsulfid (DMS). Det sistnämnda är särskilt spännande eftersom det på jorden nästan enbart produceras av levande organismer, främst mikrober i haven.
Spår av liv, eller bara spår av kemi?
Att DMS har påträffats i atmosfären med vad forskarna kallar för "3-sigma signifikans" innebär att fyndet ligger tre standardavvikelser bort från vad som skulle förväntas av slumpen. Det motsvarar en sannolikhet på 99,7 procent att resultatet inte är en tillfällighet. Trots att det är en stark indikation räcker det inte för att klassas som ett vetenskapligt genombrott. Inom fysik och astronomi krävs oftast 5-sigma, en avvikelse med bara en chans på 3,5 miljoner att vara slump, innan man kallar något för en definitiv upptäckt.
Det finns alltså fortfarande osäkerheter kring mätningarna, och andra källor till ämnet kan inte helt uteslutas. Tidigare har DMS också hittats i kometer och kan bildas i laboratoriemiljö utan att komma från levande organismer. Detta gör att forskarna nu måste arbeta vidare med att förstå exakt vad deras mätningar av K2-18b:s atmosfär egentligen betyder.
En ytterligare utmaning är spektroskopin. För att tolka vad som finns i atmosfären använder forskarna ljus från planetens stjärna som passerar genom atmosfären. Molekylerna man vill mäta har ibland liknande våglängdssignaturer, vilket gör det svårt att särskilja dem. Det är som att försöka se skillnad på olika nyanser av blått i ett disigt solljus.
Trots dessa utmaningar är fynden betydelsefulla. Kombinationen av metan och koldioxid i en väterik atmosfär, utan närvaro av ammoniak, stämmer väl överens med teoretiska modeller för en så kallad hycean planet, en värld täckt av hav med en tjock väteatmosfär. Namnet "hycean" kommer från en sammanslagning av orden "hydrogen" (väte) och "ocean" (hav), vilket beskriver just den typ av atmosfär och ytförhållanden som kännetecknar dessa planeter. En miljö där liv, åtminstone i mikroskopisk form, skulle kunna uppstå och frodas.
En oceanvärld med löften om framtiden
Hyceanvärldar är ett relativt nytt begrepp inom astrobiologi, men de tros vara mycket vanliga i vår galax. K2-18b har en storlek och massa som tyder på att den kan ha ett djupt havstäcke och en skyddande atmosfär, precis de faktorer som kan skapa en stabil miljö för liv över långa tider. De senaste observationerna från JWST visar också att planetens atmosfär inte är klar, utan tycks innehålla moln eller dis, ytterligare en indikation på aktiva, komplexa processer.
Forskningen kring K2-18b visar dessutom hur snabbt tekniken har utvecklats. För bara några år sedan var det otänkbart att kunna analysera en planets atmosfär på detta sätt, särskilt så långt bort. Nu har vi instrument så känsliga att de kan urskilja gaser som bara finns i miljondelar utspritt i atmosfärer ljusår bort. För att verkligen förstå vad dessa signaler betyder behövs dock fler observationer och fler teorier att testa dem mot.
Kanske är det där ute, det första kemiska fingeravtrycket av liv.
