Mit talált valójában a James Webb a K2-18 b légkörében?
Egy távoli bolygó légkörében olyan molekulák nyomaira bukkantak, amelyeket a Földön elsősorban élő szervezetek állítanak elő. Ez a mondat elég volt ahhoz, hogy 2025 áprilisában a K2-18 b exobolygó világszerte az újságok címoldalára kerüljön. Több híradás már az idegen élet eddigi legerősebb bizonyítékáról beszélt, a közösségi médiában pedig rövid idő alatt óceánokkal, felhőkkel és élővilággal borított bolygóként kezdték ábrázolni. Azonban a James Webb-űrtávcső nem fényképezte le a K2-18 b felszínét, nem látott rajta óceánokat, és élő szervezeteket sem észlelt. A hírekben szereplő bolygóképek művészi elképzelések. A kutatók egy rendkívül halvány spektroszkópikus jelet próbáltak értelmezni, amelyet több különböző molekula, a műszer hibája vagy adatfeldolgozási eljárás is előidézhetett. Cikk a szinképelemzés izgalmas folyamatáról, és arról, milyen nehéz megállapítanunk egy exobolygó tulajdonságait.
A K2-18 b körülbelül 120–124 fényévre található a Földtől, az Oroszlán csillagkép irányában. Egy hűvös, vörös törpecsillagot kerül meg 32,9 nap alatt, nagyjából 21 millió kilométeres távolságban. Bár sokkal közelebb kering csillagához, mint a Föld a Naphoz, a vörös törpe jóval kisebb teljesítménnyel sugároz, ezért a bolygó körülbelül annyi energiát kaphat, mint a Föld. Emiatt a csillag úgynevezett lakhatósági zónájában kering, ahol megfelelő körülmények között folyékony víz is fennmaradhat.
A „lakhatósági zóna” azonban kizárólag a csillagtól kapott sugárzás mennyiségéről árulkodik. Nem mondja meg, van-e a bolygón folyékony víz, szilárd felszín vagy élet számára megfelelő légkör. A Vénusz példája jól érzékelteti a problémát: egy bolygó hőmérsékletét a légkör összetétele, vastagsága, felhőzete, felszíne és belső hője egyaránt meghatározza.
A K2-18 b átmérője a mérésektől függően körülbelül 2,4–2,6-szerese, tömege pedig közel kilencszerese a Földének. Átlagos sűrűsége alapján nem tekinthető egyszerűen egy nagyobb Földnek. A szubneptunuszok közé tartozik, vagyis olyan bolygótípushoz, amely a Földnél nagyobb, a Neptunusznál kisebb. Ilyen világ nincs a Naprendszerben, miközben a Tejútrendszerben kifejezetten gyakorinak számít. Emiatt még azt sem tudjuk biztosan, milyen belső szerkezetet kellene elképzelnünk: lehet mély, hidrogénben gazdag légkörrel rendelkező gázbolygó, vízben gazdag világ vagy egy vastag légkör alatt húzódó, nagy nyomású folyadék- és jégrétegekből álló égitest. A bolygó jelenlegi alapadatait a NASA exobolygó-katalógusa foglalja össze.
A Cambridge-i Egyetem kutatói a K2-18 b-t a feltételezett „Hycean” világok közé sorolták. A név a hydrogen, vagyis hidrogén és az ocean, vagyis óceán szavak összevonásából származik. Egy ilyen bolygón hidrogénben gazdag légkör alatt globális vízóceán húzódhatna. A hidrogén könnyű gáz, ezért egy ilyen atmoszféra nagy függőleges kiterjedésű, ami erősebb spektroszkópiai jeleket eredményez. A Hycean bolygókat emiatt könnyebb lehet megvizsgálni, mint a Földhöz hasonló, vékony légkörű kőzetbolygókat.
A James Webb úgynevezett tranzitspektroszkópiával vizsgálta a K2-18 b légkörét. Amikor a bolygó elhalad csillaga előtt, eltakarja annak fényét, miközben a csillagfény parányi része áthalad a bolygó légkörének külső rétegein. Az ott található molekulák bizonyos hullámhosszakat elnyelnek, így apró bemélyedéseket hagynak a csillag színképében. A csillag közvetlen fényéhez képest ezek a változások igen kicsik, gyakran mindössze néhány tízmilliomod részt jelentenek. A kutatók különböző összetételű modell-légkörök színképét hasonlítják össze a mért adatokkal, majd megvizsgálják, melyik molekulakeverék illeszkedik hozzájuk a legjobban. A gondot az okozza, hogy több gáz elnyelési tartománya részben átfedheti egymást, a felhők és a ködrétegek pedig tovább módosíthatják a színképet. Az eredményt a kiválasztott molekulák, a légköri modell és az adatfeldolgozás módja is befolyásolja.
A James Webb közeli infravörös műszereivel végzett 2023-as vizsgálat meggyőző bizonyítékot talált metánra, és jelezte a szén-dioxid jelenlétét is. Ammóniát és vízgőzt viszont nem sikerült egyértelműen kimutatni. Ez összeegyeztethető lehet egy hidrogénben gazdag légkör alatt elhelyezkedő óceánnal, de mély, Neptunuszhoz hasonló atmoszférával is. Ugyanekkor jelent meg az első gyenge utalás a dimetil-szulfidra, vagyis a DMS-re, ám már a NASA akkori közleménye is hangsúlyozta, hogy a jel további megerősítést igényel.
A DMS azért keltett feltűnést, mert a földi légkörbe kerülő dimetil-szulfid nagy részét tengeri mikroorganizmusok, köztük fitoplanktonok termelik. A tenger jellegzetes illatához is hozzájáruló kénvegyület így lehetséges bioszignatúrának számít: olyan anyagnak, amely bizonyos környezetben biológiai aktivitásra utalhat.
A kutatócsoport 2025-ben a James Webb MIRI műszerével a 6–12 mikrométeres közép-infravörös tartományban is megvizsgálta a bolygót. Az adatokban olyan elnyelést találtak, amelyet a DMS, a vele rokon dimetil-diszulfid, vagyis DMDS, illetve a két molekula valamilyen keveréke is okozhatott. Az illesztett modell több mint tíz milliomod részes koncentrációt adott, ami ezerszeresen meghaladná a földi légkörben mérhető értéket. A csoport három szigmás statisztikai erősségről számolt be, és ezt az addigi legígéretesebb Naprendszeren kívüli bioszignatúra-jelöltként ismertette. Az eredeti bejelentést a Cambridge-i Egyetem 2025. április 17-i közleménye részletezte.
A három szigma azonban nem azt jelenti, hogy 99,7 százalék az élet valószínűsége, és még azt sem, hogy ugyanilyen bizonyossággal DMS található a légkörben. Ez a szám azt fejezi ki, milyen valószínűtlen volna az adott eltérés az alkalmazott modell és az idealizált zajfeltételek mellett. Ha a műszer zaját nem írták le tökéletesen, az adatok csoportosításának módja megváltoztatja a színképet, vagy egy másik molekula hasonló elnyelést okoz, a három szigma önmagában kevés. Ráadásul minél több lehetséges molekulát próbálunk ráilleszteni ugyanarra a bizonytalan színképre, annál könnyebben találunk véletlenül megfelelő jelöltet.
Független kutatócsoportok ezért újra feldolgozták a nyilvános adatokat. Egy 2025-ben megjelent elemzés szerint a MIRI méréseit úgynevezett vörös zaj, vagyis hullámhosszban és időben összefüggő műszeres eltérések terhelhetik. Az eredmény erősen függött attól is, hogyan osztották hullámhosszcsoportokra a mérési pontokat. A vizsgált adatfeldolgozások 87,5 százaléka nem részesítette előnyben a DMS-t vagy a DMDS-t, az észlelt eltérést pedig etilén és más szénhidrogének is magyarázhatták. A tanulmány következtetése szerint jelenleg nincs statisztikailag meggyőző bioszignatúra a K2-18 b légkörében.
Négy újabb, közeli infravörös tranzitmérés megerősítette a metán és a szén-dioxid jelenlétét, de a DMS, a metántiol és a dinitrogén-oxid jele egyik esetben sem érte el a három szigmát. Erős ködréteg feltételezése nélkül két szigma alá csökkentek. Ugyanez a kutatás arra is rámutatott, hogy hidrogénben gazdag, nagy fémtartalmú atmoszférákban bizonyos kénvegyületek élőlények nélkül, fotokémiai úton is kialakulhatnak. A 2025-ös új JWST-adatok tehát a bolygó vízben gazdag belső szerkezetét támogatták, az életre vonatkozó állítást viszont nem erősítették meg.
A történet 2026-ban tovább árnyalódott. Egy részletes légkörmodell szerint a megfigyelések jól leírhatók egy ködös, hidrogénben gazdag, a Napénál 200–400-szor nagyobb nehézelem-tartalmú szubneptunusz légkörével. Ebben a modellben a metán adja a legerősebb színképi jelet, mellette szén-dioxid, karbonil-szulfid és esetleg etilén is jelen lehet. A fotokémiai köd lehűtheti a légkör egyes rétegeit, ahol a víz kicsapódik, így érthetővé válhat, miért nem látunk vízgőzt a magasabb, tranzitspektroszkópiával vizsgált tartományban. A modellnek nincs szüksége DMS-re a jelenlegi adatok magyarázatához, és inkább egy ködös, nagy fémtartalmú szubneptunusz képét támogatja.
Ez nem bizonyítja, hogy a K2-18 b élettelen, és azt sem zárja ki, hogy valamiféle óceán húzódik a légköre alatt. A jelenlegi műszerekkel még azt sem tudjuk biztosan eldönteni, hogy vékony légkör alatt található folyékony víztömegről vagy több ezer kilométer mély, forró és nagy nyomású gázburkolatról van-e szó. Az utóbbi esetben a mélyebb rétegek hőmérséklete és nyomása túl nagy lehetne az általunk ismert élet számára.
A K2-18 b valódi jelentősége ezért nem egy idegen bioszféra felfedezésében rejlik. Ez az égitest megmutatta, hogy a James Webb már mérsékelt hőmérsékletű, viszonylag kis exobolygók légkörében is képes molekulák kimutatására. Egyúttal azt is megmutatta, milyen hosszú következtetési lánc vezet egy apró színképi bemélyedéstől az élet lehetőségéig. Előbb igazolni kell, hogy a jel valóban a bolygótól származik, azután azonosítani kell a felelős molekulát, fel kell tárni annak lehetséges élettelen keletkezési útjait, végül bizonyítani kell, hogy a bolygón egyáltalán létezhet megfelelő környezet.
Amit határozottan kijelenthetünk: a K2-18 b légkörében biztosan található metán, és erős bizonyíték szól a szén-dioxid mellett. A DMS vagy DMDS jelenléte vitatott, az életre pedig nincs közvetlen bizonyíték. A bolygó továbbra is az egyik legérdekesebb célpont a mérsékelt hőmérsékletű szubneptunuszok között, de az „idegen élet nyoma” egyelőre csak izgalmas hipotézis.
