Vieraskynä: Elämästä aurinkokuntamme ulkopuolella on havaittu ‘vahvin todiste tähän mennessä’
Liisa Sipilä
Tutkijat ovat James Webb -avaruusteleskoopin avulla havainneet mahdollisia merkkejä elämästä eksoplaneetan kaasukehässä. Tieteilijät ovat vielä varovaisia turhan toivon herättämisestä.
Aurinkokuntamme ulkopuolisella planeetalla, eli eksoplaneetalla, 124 valovuoden päässä, on tieteilijöiden mukaan havaittu ‘vahvin todiste tähän mennessä’ elämästä. Eksoplaneetan K2-18b kaasukehässä havaittiin yhdisteitä, joita maapallolla aiheuttavat ainoastaan elävät olennot, kuten plankton. Nämä yhdisteet ovat dimetyylisulfidi (DMS) ja dimetyylidisulfidi (DMDS).
Tutkimusryhmä Cambridgen Yliopistolla toteutti havainnot James Webb -avaruusteleskoopilla (JWST). Ryhmän johtajana toimii Nikku Madhusudhan.
Sopivin eksoplaneetta elämälle
Eksoplaneetta K2-18b havaittiin ensimmäisen kerran vuonna 2015. Se sijaitsee Leijonan tähdistössä ja kiertää keskustähteään elinkelpoisella etäisyydellä. Sen kaltaisia eksoplaneettoja kutsutaan usein minineptunuksiksi, koska ne ovat Neptunusta pienempiä, Maata suurempia ja niillä on paksu lähinnä heliumista ja vedystä koostuva kaasuvaippa.
Vuonna 2019 planeetta K2-18b jopa julistettiin elämälle sopivimmaksi eksoplaneetaksi, kun sen kaasukehässä havaittu metaani tulkittiin virheellisesti vesihöyryksi. Madhusudhan ehdottaakin tämän planeetan olevan vesiplaneetta, joita kutsutaan myös merimaailmoiksi, jolloin sen pinta olisi täysin meren peitossa ja sen kaasukehässä olisi runsaasti vetyä.
Planeetalla K2-18b havaittiin ensimmäisenä eksoplaneettana, jo vuonna 2023, metaania. Samalla huomattiin mahdollisia merkkejä DMS ja DMDS:tä. Näitä aiempia löytöjä haluttiin sitten syventää JWST:n instrumenttien avulla.
Uusia havaintoja planeetalta
JWST:n avulla eksoplaneetan kaasukehää tutkitaan analysoimalla keskustähden valoa. Valon kulkiessa eksoplaneetan kaasukehän läpi, kaasukehän koostumus vaikuttaa valon spektriin. Spektriä tutkittaessa K2-18b:n kaasukehässä kahden kemikaalin jäljet näkyivät ‘vahvasti ja selkeästi’ Madhusudhan kertoo.
Hän jatkaa: “Aiempi teoreettinen työ on ennustanut, että korkeat arvot rikki-pohjaisia kaasuja, kuten DMS ja DMDS:ää, ovat mahdollisia meripeitteisissä maailmoissa.” Hänen mukaansa uusi kerätty tieto vahvistaa tämän ennusteen. Merimaailma täynnä elämää on eksoplaneetasta kerättyyn tietoon parhaiten sopiva vaihtoehto, mutta ei ainoa vaihtoehto.
Tutkimusryhmä ei toivo hätiköimistä tulosten tulkinnassa. Heidän mukaansa tarvitaan vielä paljon havainnollista, teoreettista ja kokeellista tutkimusta tulosten varmistamiseen. Ryhmän mukaan he kyseenalaistavat vielä itsekin, ovatko kemikaalien signaalit oikeita ja mitä ne merkitsevät. Saatujen havaintojen tarkkuus ei ole vielä tieteellisestä näkökulmasta tarpeeksi suuri havainnon varmistamiseen.
Elämä ei välttämättä näytä samalta kuin maapallolla
Vielä on hyvin mahdollista, että elämän vaatimukset ovat ymmärryksemme ulkopuolella. Voimme kuitenkin havaita maapallolla sijaitsevaa elämää ja verrata siitä aiheutuvia ilmiöitä eksoplaneetoilta saatuihin havaintoihin. Täytyy kuitenkin muistaa, että muilla planeetoilla elämä voi olla aivan erinäköistä kuin Maassa, jolloin elämän etsiminen voi vaatia muita keinoja.
Jo vuosia maapallon ulkopuolinen elämä on herättänyt kiinnostusta ja sitä on yritetty löytää. Laura Kreiberg, tähtitieteilijä tätitieteen Max Planck -instituutissa Saksassa, joka ei osallistunut tutkimukseen, sanoi: “Tämä on sellainen tilanne, että merkittävät väitteet vaativat merkittäviä todisteita. En usko, että olemme niissä todisteissa vielä.” Hänen puhuessaan Madhusudhan ryhmän löydöstä.
Myös Stephen Schmidt, planetaarinen tieteilijä Johns Hopkinsin Yliopistolla Yhdysvalloissa, joka ei osallistunut tutkimukseen, sanoi: “Se [havainto] on vihje, mutta me emme voi vielä päätellä, että se [planeetta] on elettävä.” Puhuen eksoplaneetasta K2-18b.
Elämän etsiminen jatkuu
DMS ja DMDS ovat molekyylejä samasta kemiallisesta ryhmästä. Niiden on epäilty olevan biomarkkeri eli merkkejä menneestä tai nykyisestä elämästä planeetoilla. Molekyylien erotteluun ja pitoisuuden selvittämiseen kaasukehässä tarvitaan lisää havaintoja. Tämän hetkisten havaintojen perusteella ei voida vielä varmasti väittää maapallon ulkopuolelta löytyneen elämää.
Avaruusteleskoopin havaitsemat molekyylit saattavat olla myös muun kuin elämän aiheuttamia. Niitä on havaittu esimerkiksi komeetoilla. Molekyylit eivät ole varmistus Maan ulkopuolisesta elämästä, mutta niiden löytö voi olla “hyvä ensimmäinen askel” sanoo astrofyysikko Jake Taylor Oxfordin Yliopistolta Yhdysvalloista, joka ei ollut osa tutkimusryhmää.
Eksoplaneetalla voi olla ennalta tuntemattomia ilmiöitä tai prosesseja, jotka tuottavat molekyylejä ilman elämän läsnäoloa. DMS ja DMDS:n runsaus kaasukehässä oli kuitenkin merkittävä. Määrän aiheutuminen esimerkiksi törmäyksistä planeettaan on epätodennäköistä. Madhusudhan kertoo haluavansa testata, onko mahdollista tuottaa DMS ja DMDS:ää muuten kuin biologisesti samalla pitoisuudella kuin sitä on havaittu K2-18b:llä.
Planeetan rakenteesta on myös esitetty kokonaan toinen hypoteesi, jossa sen pinta ei olisi vesi- vaan magmameren peitossa. Jos tämä huomattaisiin todeksi, planeetta ei voisi olla elinkelpoinen, huolimatta kaasukehässä esiintyvästä DMS ja DMDS:stä.
Kaiken kaikkiaan tutkijat ja tieteilijät suhtautuvat varoen uusiin oletuksiin eksoplaneetta K2-18b:n elinkelpoisuudesta. JWST:n uudet havainnot edistävät kuitenkin elinkelpoisten eksoplaneettojen löytämistä ja tutkimista.
Madhusudhan kertoo “Vuosikymmenten päästä, saatamme tunnistaa tämän olleen hetki, jolloin muuta elämää sisältävä maailmankaikkeus tuli ulottuvillemme. Tämä voi olla käännekohta, jolloin yhtäkkiä pystymme vastaamaan perustavanlaatuiseen kysymykseen: Olemmeko yksin maailmankaikkeudessa?”
Kirjoittaja on fysikaalisten tieteiden kandiohjelman opiskelija Helsingin yliopistossa.
Teksti on kirjoitettu osana Helsingin yliopiston opintojaksoa Kerro tähtitieteestä (Työelämätaidot II), jossa opiskeltiin tähtitieteen popularisointia ja yleistajuisten tekstien tuottamista. Ursa julkaisee kurssin harjoitustöiden parhaimmistoa.