Webb vond vermoedelijk geen dimethylsulfide op K2-18b
In 2023 rapporteerden astonomen een voorlopige detectie van dimethylsulfide – dat op Aarde voornamelijk wordt geproduceerd door mariene micro-organismen en dat wordt beschouwd als een biosignatuurgas – in de atmosfeer van de superaarde K2-18b.
In een artikel gepubliceerd in de Astrophysical Journal Letters betwisten onderzoekers deze bevinding maar schetsen ze ook hoe de Webb Space Telescope de aanwezigheid van dimethylsulfide zou kunnen verifiëren.
K2-18 is een rode dwerg die ongeveer 111 lichtjaaar van ons is verwijderd in de richting van het sterrenbeeld Leo – Leeuw.
De ster is ook bekend als EPIC 201912552 en er draaien twee grote exoplaneten om heen: K2-18b en K2-18c.
K2-18b werd in 2015 ontdekt en heeft een straal van 2,2 keer die van de Aarde en een massa van ongeveer 8 keer die van de Aarde. De planeet draait met een periode van 33 dagen om de ster heen. De gemiddelde afstand bedraagt 0,18 Astronomische Eenheden. De planeet heeft een Earth Similarity Index van 0,73.
K2-18b ontvangt 1,28 meer licht dan de Aarde en de evenwichtstemperatuur bedraagt -2 °C.
K2-18c werd in 2017 ontdekt. Deze exoplaneet heeft een massa van ongeveer 7,5 keer die van de Aarde en draait met een periode van 9 dagen om zijn ster heen. Deze planeet is vermoedelijk te heet om in de bewoonbare zone te verblijven.
In 2023 rapporteerden astronomen de ontdekking van DMS (dimethylsulfide) in de atmosfeer van K2-18b.
De exoplaneet ontvangt ongeveer evenveel straling als de Aarde en als de atmosfeer als factor wordt weggelaten dan heeft K2-18b een temperatuur die dicht bij die van de Aarde ligt, wat ook een ideale situatie is om leven te vinden.
De atmosfeer van K2-18b bestaat voornamelijk uit waterstof, in tegenstelling tot onze op stikstof gebaseerde atmosfeer.
Maar er werd gespeculeerd dat K2-18b met als de Aarde wateroceanen heeft. Dat maakt K2-18b tot een potentieel Hyceaanse wereld, wat een combinatie betekent van een waterstofatmosfeer en wateroceanen.
Wat de kers op de taart was in termen van de zoektocht naar leven is dat onderzoekers vorig jaar een voorzichtige detectie rapporteerden van dimethylsulfide in de atmosfeer van de planeet. Op Aarde wordt dit molecuul geproduceerd door oceaanfytoplankton.
In onze atmosfeer is DMS de belangrijkste bron van zwavel in de lucht en kan een rol spelen bij de vorming van wolken.
Omdat de telescoopgegevens niet doorslaggevend waren wilden de onderzoekers begrijpen of er voldoende DMS kon worden geaccumuleerd tot detecteerbare niveaus op K2-18b.
Het DMS-signaal van Webb was niet erg sterk en kwam bij het analyseren van de gegevens alleen op bepaalde manieren naar voren. De onderzoekers wilden weten of ze zeker konden zijn van wat leek op een hint over DMS.
Op basis van computermodellen die rekening houden met de fysica en chemie van DMS, evenals met d eop waterstof gebaseerde atmosfeer, ontdekten de onderzoekers dat het onwaarschijnlijk is dan de gegevens de aanwezigheid van DMS aantonen.
Het signaal overlapt sterk met methaan en ze denken dat het opsporen van DMS uit methaan de mogelijkheden van het gebruikte instrument van de Webb Space Telescope te boven gaat.
De wetenschappers geloven echter dat het mogelijk is dat DMS zich ophoopt tot detecteerbare niveaus. Om dat te laten gebeuren zou plankton of een andere levensvorm twintig keer meer DMS moeten produceren dan er op Aarde aanwezig is.
Gezien hun afstand tot de Aarde is het detecteren van leven op exoplaneten is een hele klus.
Om DMS te vinden zou Webb een instrument moeten gebruiken dat beter in staat is om infrarode golflengtes in de atmosfeer te detecteren dan het instrument dat vorig jaar werd gebruikt.
Gelukkig zal de telescoop later dit jaar een dergelijk instrument gebruiken waardoor definitief zal blijken of er DMS voorkomt op K2-18b.
De beste biosignaturen op een exoplaneet kunnen aanzienlijk verschillen van de biosignaturen die we vandaag de dag het meest op Aarde aantreffen.
Op een planeet met een waterstofrijke atmosfeer is de kans groter dat we DMS aantreffen dat door leven is gemaakt in plaats van zuurstof dat door planeten en bacteriën wordt gemaakt zoals hier op Aarde.
Artikel: Shang-Min Tsai et al. 2024. Biogenic Sulfur Gases as Biosignatures on Temperate Sub-Neptune Waterworlds. ApJL 966, L24; doi: 10.3847/2041-8213/ad3801
Wat zijn hyceaanse planeten?
De definitie van hyceaanse planeten is: oceaanwerelden met een waterstofatmosfeer. Hyceanen doen in veel opzichten denken aan de aarde. Net als onze planeet hebben ze uitgestrekte oceanen, een rotsachtige kern en een atmosfeer. Deze atmosfeer verschilt alleen radicaal van die van ons. Sterker nog, als je deze met zuurstof mengt, zou deze ontploffen. De atmosfeer van hyceaanse planeten bestaat namelijk grotendeels uit waterstof. De naam ‘hyceaans’ is een samentrekking van de woorden ‘hydrogen’ (waterstof in het Engels) en oceaan.
Wat is de Earth Simularity Index?
De Earth Similarity Index is een voorgestelde karakterisering van hoe vergelijkbaar een object met planetaire massa of natuurlijke satelliet is met de aarde.
Eerste publicatie: 5 mei 2024
Bron: sci-news
