V atmosféře exoplanety K2-18b, vzdálené 124 světelných let, byly zachyceny molekuly, které na Zemi vznikají téměř výhradně biologickými procesy. Je to dosud nejsilnější chemický signál života mimo naši planetu – přesto zůstává vše otevřené.
Pátrání po životě mimo Zemi dosáhlo kroku, který mnozí považují za historický, ale jiní jej raději označují za „mimořádně sugestivní, ale zatím ne průkazný“. Tým astronomů z Cambridgeské univerzity oznámil detekci dosud nejslibnějších chemických signálů možné biologické aktivity v atmosféře exoplanety nazvané K2-18b, vzdálené asi 124 světelných let. Práce byla provedena ve spolupráci s NASA a dalšími mezinárodními pracovišti za použití nejmodernějších přístrojů pro pozorování vesmíru, které jsou v současnosti k dispozici.
K2-18b není planeta podobná Zemi. Jedná se o subneptunskou planetu, asi 2,6krát větší a 8,6krát hmotnější než naše planeta, která obíhá kolem chladného červeného trpaslíka (K2-18) v tzv. obyvatelné zóně, tedy v oblasti kolem hvězdy, kde by podmínky mohly umožnit výskyt kapalné vody na povrchu nebo v jejích horních vrstvách. Takové planety jsou v galaxii velmi časté, ale nemají přímou obdobu ve Sluneční soustavě, což z nich činí obzvláště zajímavé objekty.
Současné modely naznačují, že K2-18b by mohla být „hyceánským světem“: planetou pokrytou rozsáhlými oceány pod atmosférou bohatou na vodík. Termín „Hycean“ kombinuje slova „vodík“ a „oceán“ a byl navržen týmem Nikku Madhusudhana v roce 2021 k popisu světů, které by mohly, přestože jsou větší než Země a mají velmi odlišnou atmosféru, ukrývat oceány kapalné vody a teploty slučitelné s životem, jak ho známe.
Předchozí pozorování pomocí vesmírného teleskopu Jamese Webba (JWST) odhalila v její atmosféře klíčové molekuly, jako je metan (CH4) a oxid uhličitý (CO2), a také náznaky přítomnosti vody (H2O). Tyto sloučeniny v kombinaci s možnou nepřítomností amoniaku již poukazovaly na zajímavé chemické podmínky pro život a naznačovaly prostředí kompatibilní s oceány a chemií bohatou na uhlík.
Co přesně však bylo v této nové studii zjištěno? Co je podle článku publikovaného v časopise The Astrophysical Journal Letters skutečně překvapivé, je přítomnost dvou molekul v atmosféře K2-18b: dimethylsulfidu (DMS) a dimethyldisulfidu (DMDS).
With aid of James Webb Space Telescope, astronomers detected 2 biosignatures, the strongest evidence ever of possible life beyond Earth on K2-18b, an exoplanet 124 light-years away. I appeared on @NBCNewsNow to discuss these findings. #K218b #K2_18b @NASAWebb pic.twitter.com/el9L7DIRlr
— Dr. Michio Kaku (@michiokaku) April 19, 2025
Na Zemi jsou tyto molekuly produkovány téměř výhradně biologickými procesy, jako je metabolismus mořských mikroorganismů – například oceánského fytoplanktonu. Zejména DMS je jedním z hlavních původců charakteristického „mořského zápachu“ a hraje důležitou roli při tvorbě mraků, protože produkty jeho rozkladu mohou v atmosféře působit jako kondenzační jádra. Astronomové je proto považují za potenciální chemické biosignatury: signály, které by mohly souviset s životní aktivitou.
V astrobiologii je biosignaturou jakýkoli znak – molekulární, chemický, izotopový nebo dokonce morfologický – který lze přesvědčivě vysvětlit přítomností života. Téměř nikdy však nestačí detekovat jedinou molekulu: je nutné analyzovat celý atmosférický a planetární kontext, aby se vyloučila čistě geologická nebo fotochemická (tj. vzniklá při svitu hvězd) vysvětlení, která nezahrnují živé organismy.
Autoři studie pod vedením Nikku Madhusudhana poznamenávají, že výsledky dosáhly při detekci těchto látek statistické úrovně tří sigma, což znamená, že existuje pouze 0,3% pravděpodobnost, že signál byl produktem náhodného šumu. Zjednodušeně řečeno, tři sigma znamenají, že signál je dostatečně silný na to, aby bylo velmi nepravděpodobné, že je způsoben náhodou, ale ne dostatečně silný na to, aby byl považován za nevyvratitelný.
Ve fyzice a astronomii se za hranici potřebnou k prohlášení objevu za definitivní obvykle považuje úroveň pěti sigma, což odpovídá pravděpodobnosti chyby přibližně jedna ku 3,5 milionu. Takto náročná norma byla přijata například pro oznámení objevu Higgsova bosonu v roce 2012. V tomto případě je detekce DMS a DMDS stále ve stádiu „sugestivním“ nebo „předběžném“, a sami autoři zdůrazňují, že k potvrzení nebo vyvrácení signálu je zapotřebí více dat.
Madhusudhanův tým odhaduje, že s dalšími 16 až 24 hodinami pozorování pomocí JWST by se mohli přiblížit těmto vyšším standardům jistoty. Dalekohled již pozoroval K2-18b pomocí dvou svých hlavních přístrojů, NIRSpec a NIRISS, které analyzují světlo v blízké infračervené oblasti. Další kampaně by mohly zahrnovat další přechody planety před její hvězdou, což by zpřesnilo spektrum její atmosféry a zlepšilo poměr signálu k šumu možných biologických znaků.
Znamená to, že jsme již našli mimozemský život? Odpověď je zatím záporná. Znamená to však, že poprvé máme k dispozici chemické signály v atmosféře vzdáleného světa, které, jak je chápeme na Zemi, mohly být vytvořeny životem. Je to zásadní změna prostředí: od úvah, zda budeme někdy schopni detekovat možné biologické signály na exoplanetách, nyní diskutujeme o tom, zda signály pozorované na jedné z nich jsou skutečně biologické, či nikoli.
Sami autoři nabádají k opatrnosti: je možné, že existují neznámé nebiologické chemické procesy schopné produkovat tyto sloučeniny, zejména v atmosférách tak odlišných od pozemské, jako je atmosféra hyceánského světa. Například reakce mezi sloučeninami síry a uhlíku za podmínek vysokého tlaku a teploty nebo procesy vyvolané intenzivním zářením hvězdy by mohly vytvářet složité organické molekuly bez potřeby živých organismů. V současné době nevíme o chemii takových planet dost na to, abychom tyto alternativy zcela vyloučili.
Někteří vědci mimo studii navíc upozornili, že signál DMS a DMDS je blízko současného limitu citlivosti JWST a že malé změny v modelech atmosféry nebo ve zpracování dat by mohly změnit interpretaci. Samotná NASA ve svých prohlášeních zdůraznila, že se jedná o „potenciální“ detekci a že k potvrzení těchto výsledků bude zapotřebí nezávislých pozorování a dalších analýz.
Tento objev sice nedává definitivní odpověď na tuto otázku, ale přivádí debatu o možnosti mimozemského života na pevnější a kvantifikovatelnější vědeckou půdu než kdykoli předtím. Od obecných spekulací se dostáváme k diskusi o pravděpodobnostech, statistických úrovních spolehlivosti a konkrétních chemických modelech. Další kolo pozorování ukáže, zda otisky DMS a DMDS v K2-18b obstojí, nebo zaniknou v šumu. Ať už bude výsledek jakýkoli, na cestě, která nás čeká – na cestě zkoumání atmosfér vzdálených světů z hlediska známek života – není cesty zpět.