Интерпретации атмосферы экзопланеты K2-18b могут быть разными

Новое исследование, доступное на сервере препринтов arXiv, ставит под сомнение недавние заявления о возможном обнаружении биосигнатур в атмосфере экзопланеты K2-18b. Авторы работы, Луис Велбанкс и коллеги из Университета штата Аризона и других американских институтов, проанализировали данные и пришли к выводу, что их можно объяснить и небиологическими процессами.

Контекст и спорное открытие

  • Ранее, в сентябре 2023 года, а затем в апреле 2024 года, сообщалось об обнаружении в атмосфере K2-18b — субнептуна в 124 световых годах от Земли — вещества диметилсульфид (DMS). На Земле DMS в основном производится живыми организмами, что породило дискуссию о возможных признаках жизни на экзопланете.
  • Данные были получены с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST).

Проблема статистической интерпретации

Авторы новой работы указывают на методологические сложности:

  1. Обнаружение отдельных химических веществ в атмосферах далёких планет — крайне сложная задача с ограниченными данными.
  2. Стандартный подход — сравнение различных моделей атмосферы с наблюдательными данными и выбор наилучшего соответствия с помощью байесовского сравнения моделей (упрощая, принцип «бритвы Оккама»).
  3. Этот метод имеет два ключевых недостатка:
    • Если все модели плохо описывают реальность, выигрывает просто «наименее неадекватная».
    • Если несколько моделей хорошо соответствуют данным, лучшая статистическая подгонка не гарантирует, что остальные модели ошибочны.

Альтернативные объяснения

Исследователи заново проанализировали исходный набор данных, используя модели, которые были отклонены в работе, объявившей об обнаружении DMS. Они обнаружили, что данные хорошо описываются и моделями, которые объясняются исключительно абиологическими процессами.

  • В частности, одна из моделей, включающая углеводород пропин (C3H4), показала лучшее соответствие данным, чем модель, содержащая DMS и диметилдисульфид (DMDS), описанная в апрельской статье.

Вывод: нужны новые данные

Научные дебаты об интерпретации данных K2-18b обоснованы, учитывая историческую значимость возможного открытия внеземной жизни. Авторы подчёркивают, что для разрешения споров и подтверждения или опровержения любой из гипотез необходимы дополнительные данные. Их сбор, возможно, потребует нового поколения космических телескопов, но именно это приблизит нас к пониманию истинного состава атмосферы K2-18b и, возможно, ответу на вопрос, одни ли мы во Вселенной.