Планета K2-18b находится на расстоянии 124 световых лет от Солнца. Ее диаметр в 2,61 раза превышает земной, а масса — в 8,63 раза, что делает ее больше Земли, но меньше Нептуна. В Солнечной системе нет объектов с подобными характеристиками, поэтому ученые могут лишь строить предположения об условиях на этом необычном мире.
Гикеан: мир воды и водорода
Одна из гипотез предполагает, что K2-18b на десятки процентов состоит из воды. Для сравнения: доля воды в общей массе Земли составляет всего 0,02 процента. Низкая плотность планеты хорошо согласуется с этой гипотезой. Под плотной водородной атмосферой, согласно предположениям, может скрываться океан колоссальной глубины. Такие планеты получили название «гикеаны» — от сочетания слов «водород» и «океан». По расчетам группы астрономов Кембриджского университета во главе с Никку Мадхусудханом, температура и давление на гикеанах теоретически могут подходить для существования жизни.
Родительская звезда K2-18b значительно прохладнее и меньше Солнца, однако планета находится к ней гораздо ближе, чем Земля к своему светилу. Год на K2-18b длится всего 33 земных дня, и по потоку энергии от звезды она почти не уступает нашей планете. Более того, из-за толстой атмосферы, в которой обнаружены парниковые газы — углекислый газ, метан и водяной пар, — там может быть даже жарче, чем на Земле. Если на K2-18b и существует океан, вода в нем, по некоторым оценкам, находится в сверхкритическом состоянии — нечто среднее между жидкостью и паром, что делает ее непригодной для жизни в привычном для нас понимании.
Обнаружение диметилсульфида и последующие споры
В прошлом году группа Мадхусудхана заявила об обнаружении на K2-18b диметилсульфида — сложного органического соединения, которое на Земле вырабатывают только живые организмы, в частности водоросли и бактерии. Астрономы анализировали свет родительской звезды, прошедший сквозь атмосферу планеты, и обнаружили спектральную линию неизвестного вещества. Перебрав множество вариантов, ученые пришли к выводу, что диметилсульфид является наиболее вероятным кандидатом. Исследователи не утверждали, что планета обитаема, но считали наличие там этого соединения интригующим фактом. Однако другие ученые усомнились в правильности идентификации вещества, указав на сложность спектрального анализа далеких планет и возможность ошибочной интерпретации данных.
Поиск радиосигналов: методика и наблюдения
K2-18b привлекла достаточно внимания, чтобы другая научная группа выбрала именно ее для поиска радиосигналов от возможных инопланетных цивилизаций. Поиски искусственных радиосигналов из космоса ведутся с середины XX века, однако у авторов нового исследования было преимущество: они точно знали, на какую планету направляют свои телескопы.
Ученые использовали два радиотелескопа: VLA в США и MeerKAT в ЮАР. Наблюдения охватывали частоты от 544 мегагерц до 9,8 гигагерц — диапазон, удобный для радиовещания по физическим причинам. Наблюдения велись осенью и зимой 2023 года короткими отрезками, обычно по 10 минут, чтобы не отнимать время у других научных задач. Суммарное время наблюдений составило около 2,5 часов.
Телескоп MeerKAT за это время принял десятки тысяч сигналов, а VLA — более 20 миллионов. Задача состояла в том, чтобы вычленить из них гипотетические передачи инопланетян. Ученые использовали несколько методов фильтрации.
Методы отсеивания сигналов
Прежде всего исследователи исключили известные источники помех. При этом были отсеяны стандартные частоты мобильной и спутниковой связи, плотно забитые земными сигналами. Если бы передатчики инопланетян работали на тех же частотах, что и земные смартфоны, их невозможно было бы услышать. Однако выбор конкретных частот в удобном диапазоне — случайный факт земной истории, поэтому исключение «земных» частот не сделало задачу безнадежной.
Второй метод фильтрации основывался на эффекте Доплера. Поскольку K2-18b движется по орбите, на одних участках она приближается к Земле, на других — удаляется. Если бы передатчик действительно находился на планете, эффект Доплера изменил бы частоту радиоволн заранее известным образом. Ученые также использовали несколько других методов, чтобы отсеять сигналы, точно не пришедшие с далекой планеты.
Результаты наблюдений
Когда все фильтры завершили работу, не осталось ни одного сигнала, который можно было бы счесть инопланетным. Это означает, что 124 года назад (столько времени идет сигнал между планетами) на K2-18b не было постоянно включенного передатчика, работающего на обследованных частотах, направленного на Землю и сравнимого по мощности с радаром «Аресибо». Либо же он излучал во все стороны, но тогда его мощность должна была бы достигать нескольких тераватт — что само по себе маловероятно.
Ценность нового исследования заключается не столько в полученном результате, сколько в разработанной методике отсеивания сигналов, которые заведомо не могут иметь инопланетное происхождение. С каждым годом данных с радиотелескопов становится все больше, и разработанное астрономами «сито» может помочь найти в этом потоке нечто действительно похожее на послание от внеземных цивилизаций. Отсутствие обнаруженных сигналов не означает отсутствия жизни на K2-18b — оно лишь указывает на то, что на момент отправления сигнала там не было передатчика, который можно было бы засечь с Земли при текущем уровне технологий.
