كشفت دراسة مفاجئة عن نشاط بيولوجي على كوكب بعيد. بعد أسابيع ، يقول العلماء أن هناك المزيد للقصة

اشترك في النشرة الإخبارية لنظرية Wonder's Wonder Science. استكشف الكون بأخبار عن الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.

بدا أن هناك علامة صغيرة تم الكشف عنها في أبريل قد تغير الكون كما نعرفه.

اكتشف علماء الفلك مجرد تلميح ، بصيص من جزيئين يدوران في جو كوكب بعيدة يسمى K2-18b-الجزيئات التي لا تنتج على الأرض إلا عن طريق الكائنات الحية. لقد كان احتمالًا محيرًا: أكثر الأدلة الواعدة حتى الآن في التصميم الحيوي خارج الأرض ، أو آثار الحياة المرتبطة بالنشاط البيولوجي.

ولكن بعد أسابيع فقط ، تشير النتائج الجديدة إلى أن البحث يجب أن يستمر.

وقال الدكتور لويس ويلبانكس ، وهو باحث أبحاث ما بعد الدكتوراه في مدرسة أريزونا الحكومية والاستكشاف ، “لقد كان الأمر مثيرًا ، لكنه رفع على الفور العديد من الأعلام الحمراء لأن هذا الادعاء بوجود حيوي محتمل.

في حين أن الجزيئات التي تم تحديدها على K2-18B من خلال دراسة أبريل-كبريتيد ثنائي ميثيل ، أو DMS ، و Dimethyl Disulfide ، أو DMDs-ترتبط إلى حد كبير مع الكائنات الحية الميكروبية على كوكبنا ، يشير العلماء إلى أن المركبات يمكن أن تتشكل أيضًا دون وجود الحياة. الآن ، قامت ثلاثة فرق من علماء الفلك الذين لم يشاركوا في البحث ، بما في ذلك Welbanks ، بتقييم النماذج والبيانات المستخدمة في اكتشاف Biosignature الأصلي وحصلت على نتائج مختلفة تمامًا ، والتي قدموها لمراجعة النظراء.

وفي الوقت نفسه ، أجرى المؤلف الرئيسي لدراسة أبريل ، نيكو مادوسودهان ، وزملاؤه أبحاثًا إضافية يقولون إنها تعزز اكتشافهم السابق حول الكوكب. ومن المحتمل أن تكون الملاحظات الإضافية والبحث من مجموعات متعددة من العلماء في الأفق.

تقدم سلسلة الأوراق البحثية التي تدور حول K2-18B لمحة عن العملية العلمية التي تتكشف في الوقت الفعلي. إنها نافذة في التعقيدات والفروق الدقيقة لكيفية بحث الباحثين عن أدلة على الحياة خارج الأرض – ويوضح سبب ارتفاع عبء الإثبات ويصعب الوصول إليه.

بيانات صاخبة

يقع K2-18B على بعد 124 سنة ضوئية ، ويعتبر بشكل عام هدفًا يستحق البحث عن علامات الحياة. يُعتقد أن عالم Hycean ، وهو كوكب مغطى بالكامل بالماء السائل مع جو غني بالهيدروجين ، وفقًا للبحث السابق الذي قادته مادهوسودهان ، أستاذ الفيزياء الفلكية والعلوم الكربرية في معهد جامعة كامبريدج. وعلى هذا النحو ، اجتذب K2-18B الانتباه بسرعة كمكان يحتمل أن يكون قابلاً للسكن خارج نظامنا الشمسي.

مقتنعًا بوعد K2-18B ، استخدم Madhusudhan وزملاؤه في كامبريدج ملاحظات على الكوكب من قبل أكبر تلسكوب للفضاء في عملية جيمس ويب ، لدراسة الكوكب بشكل أكبر. لكن اثنان من العلماء في جامعة شيكاغو – الدكتور رافائيل لوك ، باحث ما بعد الدكتوراه في قسم علم الفلك والفيزياء الفلكية بالجامعة ، ومايكل تشانغ ، وهو 51 زميلًا في Pegasi B / Burbidge Postdoctoral – بعض المشاكل مع ما وجدوه.

بعد مراجعة Madhusudhan وورقة فريقه في أبريل ، والتي تابعت أبحاثهم لعام 2023 ، لاحظ Luque و Zhang أن بيانات الويب تبدو “صاخبة”.

الضوضاء ، التي تسببها العيوب في التلسكوب والمعدل الذي تصل فيه جسيمات الضوء المختلفة إلى التلسكوب ، هو مجرد تحدي واحد من علماء الفلك عندما يدرسون الكواكب الخارجية البعيدة. وقال تشانغ إن الضوضاء يمكن أن تشوه الملاحظات وإدخال أوجه عدم اليقين في البيانات.

محاولة اكتشاف غازات معينة في أجواء الكواكب الخارجية البعيدة تقدم المزيد من عدم اليقين. وقال تشانغ إن الميزات الأكثر وضوحا من غاز مثل كبريتيد ثنائي ميثيل تنبع من رابطة من جزيئات الهيدروجين والكربون – وهو اتصال يمكن أن يمتد ويثني ويمتص الضوء بأطوال موجية مختلفة ، مما يجعل من الصعب اكتشاف نوع واحد من الجزيء بشكل نهائي.

وقال تشانغ: “المشكلة هي في الأساس أن كل جزيء عضوي لديه رابطة هيدروجين من الكربون”. “هناك مئات الملايين من هذه الجزيئات ، وبالتالي فإن هذه الميزات ليست فريدة من نوعها. إذا كان لديك بيانات مثالية ، فيمكنك على الأرجح التمييز بين الجزيئات المختلفة. ولكن إذا لم يكن لديك بيانات مثالية ، فإن الكثير من الجزيئات ، وخاصة الجزيئات العضوية ، تبدو متشابهة للغاية ، خاصة في الأشعة تحت الحمراء القريبة.”

بعد ذلك ، لاحظت أيضًا في الورقة ، كما لاحظت Luque و Zhang أن درجة الحرارة المتصورة للكوكب يبدو أنها ترتفع بشكل حاد من نطاق من حوالي 250 Kelvin إلى 300 Kelvin (-9.67 F إلى 80.33 F أو -23.15 C To 26.85 C) يذاكر.

وقال تشانغ إن مثل هذه الحرارة القاسية يمكن أن تغير الطريقة التي يفكر بها علماء الفلك في قابلية الكوكب المحتملة للكوكب ، خاصة وأن درجات الحرارة الباردة تستمر في الجزء العلوي من الغلاف الجوي – المنطقة التي يمكن أن يكتشفها ويب – ومن المحتمل أن يكون للسطح أو المحيط أدناه درجات حرارة أعلى.

وقال لوك: “هذا مجرد استنتاج فقط من الجو ، لكنه سيؤثر بالتأكيد على كيفية تفكيرنا في الكوكب بشكل عام”.

وقال إن جزءًا من القضية هو أن تحليل أبريل لم يتضمن البيانات التي تم جمعها من جميع أدوات Webb الثلاثة التي استخدمها فريق Madhusudhan خلال السنوات القليلة الماضية. أجرى Luque و Zhang وزملاؤهم دراسة تجمع بين جميع البيانات المتاحة لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم تحقيق نفس النتائج ، أو حتى العثور على كمية أعلى من كبريتيد ثنائي ميثيل. وجدوا “أدلة غير كافية” لكلا الجزيئين في جو الكوكب.

بدلاً من ذلك ، رصد فريق Luque و Zhang جزيئات أخرى ، مثل الإيثان ، والتي يمكن أن تناسب نفس الملف الشخصي. لكن الإيثان لا يدل على الحياة.

أدلة تختفي

ووجدت ويلبانكس من ولاية أريزونا وزملاؤه ، بمن فيهم الدكتور مات نيكسون ، باحث ما بعد الدكتوراه في قسم علم الفلك بجامعة ماريلاند كوليدج بارك ، ما يعتبرونه مشكلة أساسية في ورقة أبريل على K2-18B.

وقال ويلبانكس إن القلق هو كيف أنشأ مادهوسودهان وفريقه نماذج لإظهار الجزيئات التي قد تكون في جو الكوكب.

“يتم اختبار كل (جزيء) واحدة تلو الأخرى مقابل الحد الأدنى من الأساس ، مما يعني أن كل نموذج له ميزة مصطنعة: إنه التفسير الوحيد المسموح به” ، قال Welbanks.

عندما أجرى Welbanks وفريقه تحليلهما الخاص ، وسعوا النموذج من دراسة Madhusudhan.

وقال نيكسون: “(مادوسودهان وزملاؤه) لم يسمحوا بأي أنواع كيميائية أخرى يمكن أن تنتج هذه الإشارات أو الملاحظات الصغيرة”. “لذا فإن الشيء الرئيسي الذي أردنا القيام به هو تقييم ما إذا كانت الأنواع الكيميائية الأخرى يمكن أن توفر ملاءمة كافية للبيانات.”

عندما تم توسيع النموذج ، قال ويلبانكس إن الأدلة على كبريتيد ثنائي ميثيل أو ثنائي ميثيل ثاني كبريتيد “يختفي فقط”.

عبء الإثبات

يعتقد Madhusudhan أن الدراسات التي ظهرت بعد ورقة أبريل “مشجعة للغاية” و “تمكين مناقشة صحية حول تفسير بياناتنا على K2-18b.”

راجع عمل Luque و Zhang ووافق على أن النتائج التي توصلوا إليها لا تظهر “اكتشافًا قويًا لـ DMS أو DMDs”. عندما نشر فريق Madhusudhan الورقة في أبريل ، قال إن الملاحظات وصلت إلى مستوى الأهمية الثلاثة ، أو احتمال بنسبة 0.3 ٪ أن يكون الاكتشافات قد حدث عن طريق الصدفة.

بالنسبة لاكتشاف علمي من غير المرجح أن يكون قد حدث عن طريق الصدفة ، يجب أن تلبي الملاحظات عتبة خمسة أشعة ، أو أقل من احتمال 0.00006 ٪ أن الملاحظات حدثت عن طريق الصدفة. وقال ويلانكس إن تلبية مثل هذه العتبة يتطلب العديد من الخطوات ، بما في ذلك الاكتشافات المتكررة للجزيء نفسه باستخدام تلسكوبات متعددة واستبعاد مصادر غير بيولوجية محتملة.

في حين أنه يمكن العثور على مثل هذه الأدلة في حياتنا ، إلا أنه من غير المرجح أن تكون لحظة Eureka وأكثر بطيئة تتطلب إجماعًا بين علماء الفلك والفيزيائيين وعلماء الأحياء والكيميائيين.

“لم نصل إلى هذا المستوى من الأدلة في أي من دراساتنا” ، كتب مادوسودهان في رسالة بالبريد الإلكتروني. “لقد وجدنا أدلة فقط في أو أقل من 3-Sigma في دراستينا السابقة (Madhusudhan et al. 2023 و 2025). نشير إلى هذا كدليل معتدل أو تلميحات ولكن ليس كاشف قوي. أنا أتفق مع (Luque and Zhang) التي تتوافق مع دراستنا وناقشنا الحاجة إلى أدلة أقوى على نطاق واسع في التواصل والتواصل.”

استجابةً للبحث الذي أجراه فريق Welbanks ، قام Madhusudhan وزملاؤه في كامبريدج بتأليف مخطوطة أخرى لتوسيع البحث على K2-18b لتشمل 650 نوعًا من الجزيئات. لقد قدموا التحليل الجديد لمراجعة النظراء.

وقال مادوسودهان: “هذا هو أكبر بحث عن التوقيعات الكيميائية في كوكب خارجي حتى الآن ، وذلك باستخدام جميع البيانات المتاحة لـ K2-18b والبحث من خلال 650 جزيءًا”. “نجد أن DMS لا تزال جزيء مرشح واعد في هذا الكوكب ، على الرغم من أن المزيد من الملاحظات مطلوبة للكشف عن الشركة كما لاحظنا في دراساتنا السابقة.”

وقال ويلبانكس إن Welbanks و Nixon كانا سعداء لأن Madhusudhan وزملاؤه تناولوا المخاوف التي أثيرت ، لكنهم يشعرون أن الورقة الجديدة تسير بشكل فعال على الادعاءات المركزية المقدمة في دراسة أبريل الأصلية.

وقالت ويلبانكس في رسالة بالبريد الإلكتروني: “تعترف الورقة الجديدة الضمنية بأن اكتشاف DMS/DMDs لم يكن قويًا ، ومع ذلك لا يزال يعتمد على نفس الإطار الإحصائي المعيب وقراءة انتقائية لنتائجها الخاصة”. “على الرغم من أن النغمة أكثر حذراً (في بعض الأحيان) ، فإن المنهجية لا تزال تحجب المستوى الحقيقي من عدم اليقين. كانت الأهمية الإحصائية التي تم المطالبة بها في العمل السابق نتاج قرارات النمذجة التعسفية التي لم يتم الاعتراف بها.”

وقال لوك إن ورقة فريق كامبريدج الجديد هي خطوة في الاتجاه الصحيح لأنها تستكشف biosignatures الكيميائية الأخرى المحتملة.

قال لوك: “لكنني أعتقد أن ذلك قد انخفض في النطاق”. “أعتقد أنها تقيد نفسها كثيرًا في أن تكون دحضًا على ورقة (Welbanks).”

ومع ذلك ، فإن علماء الفلك الذين يدرسون K2-18B يتفقون على أن المضي قدمًا في البحث عن الكواكب الخارجية يساهم في العملية العلمية.

وقال ويلبانكس: “أعتقد أنه مجرد خطاب علمي جيد وصحي للحديث عن ما يجري مع هذا الكوكب”. “بغض النظر عما تقوله أي مجموعة مؤلفة واحدة في الوقت الحالي ، ليس لدينا رصاصة فضية. ولكن هذا هو بالضبط السبب في أن هذا أمر مثير ، لأننا نعلم أننا الأقرب الذي كنا فيه (لإيجاد Biosignature) ، وأعتقد أننا قد نحصل عليها في حياتنا ، لكننا لسنا هناك الآن. نحن لسنا فشلًا. نحن نختبر أفكارًا غريبة.”

لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية CNN قم بإنشاء حساب في CNN.com