Utafiti Mpya wa Darubini ya Anga NASA Kitabu cha Jedwali cha James Webb Space aligundua exoplanet K2-18b, ambayo ni kubwa mara 8,6 kuliko Dunia. Wakati wa uchunguzi, molekuli zenye kaboni, methane na dioksidi kaboni ziligunduliwa. Ugunduzi wa Webb unaongeza kwenye tafiti za hivi majuzi zinazopendekeza hilo K2-18b inaweza kuwa exoplanet ya Hycean ambayo ina uwezo wa kuwa na anga yenye hidrojeni na uso uliofunikwa na bahari ya maji. Mtazamo wa kwanza wa mali ya anga ya exoplanet hii katika eneo linaloweza kukaliwa inatoka uchunguzi na Darubini ya Anga ya Hubble ya NASA, jambo ambalo lilizua uchunguzi zaidi ambao tangu wakati huo umebadilisha uelewaji wetu wa ulimwengu.

K2-18b inazunguka nyota kibete baridi K2-18 v eneo linaloweza kukaa na iko miaka 120 ya mwanga kutoka duniani katika kundinyota Leo. Exoplanets kama K2-18b, ambazo ziko kati ya saizi ya Dunia na Neptune, hazifanani na kitu chochote katika mfumo wetu wa jua. Ukosefu huu wa sayari sawa za karibu inamaanisha kuwa hizi ndogo ya Neptune zimesomwa kwa muda mrefu na ni mada ya mjadala mkali kati ya wanaastronomia. Pendekezo kwamba sub-Neptune K2-18b inaweza kuwa Hycean exoplanet, inavutia kwa sababu baadhi ya wanaastronomia wanaamini kwamba ulimwengu huu ni mazingira mazuri ya kutafuta ushahidi wa maisha kwenye sayari za nje.

"Matokeo yetu yanasisitiza umuhimu wa mazingatio ambayo yanazingatia aina tofauti za mazingira ya kuishi katika kutafuta maisha kwenye sayari zingine," alielezea Nikku Madhusudhan, mwanaastronomia katika Chuo Kikuu cha Cambridge na mwandishi mkuu wa karatasi inayotangaza matokeo haya. "Kijadi, utafutaji wa maisha kwenye sayari exoplanets umelenga hasa sayari ndogo za mawe, lakini ulimwengu mkubwa wa Hyckessia unafaa zaidi kwa kutazama angahewa." Kwa maneno mengine, wanasayansi wanafikiri kwamba maisha yanaweza pia kuwepo kwenye sayari ambazo hazihusiani na Dunia kwa suala la sifa - kwa mfano, ukubwa wake.

Methane ni ishara ya maisha

Wingi wa methane na dioksidi kaboni na ukosefu wa amonia unaunga mkono dhana kwamba kunaweza kuwa na bahari ya maji chini ya angahewa yenye hidrojeni (katika kesi ya K2-18b). Webb hii ya awali uchunguzi pia ulitoa ugunduzi unaowezekana wa molekuli inayoitwa dimethyl sulfidi (DMS). Uhai pekee ndio huizalisha Duniani. Sehemu kubwa ya DMS katika angahewa ya Dunia hutolewa kutoka kwa phytoplankton katika mazingira ya baharini. Hata hivyo, kuthibitisha kuwepo kwa DMS ni ngumu sana na inahitaji uchunguzi zaidi. "Uchunguzi ujao wa Webb unapaswa kuwa na uwezo wa kuthibitisha kama DMS iko katika angahewa ya K2-18b katika mkusanyiko mkubwa," Madhusudhan alieleza.

Ingawa K2-18b iko katika eneo linaloweza kukaliwa na sasa inajulikana kuwa na molekuli zinazobeba kaboni, hii haimaanishi kuwa sayari inaweza kuhimili uhai. Ukubwa mkubwa wa sayari—yenye radius mara 2,6 ya Dunia—inamaanisha kuwa ndani ya sayari kuna uwezekano mkubwa kuwa na barafu yenye shinikizo la juu kama ile ya Neptune, lakini yenye angahewa nyembamba ya hidrojeni na uso wa bahari. Ulimwengu wa Hycean unaaminika kuwa na bahari ya maji. Hata hivyo, inawezekana pia kwamba bahari ni joto sana hivi kwamba haiwezi kukaa.

"Ingawa aina hii ya sayari haipo katika mfumo wetu wa jua, sub-Neptunes ndio aina ya kawaida ya sayari inayojulikana hadi sasa kwenye galaksi," alielezea mshiriki wa timu Subhajit Sarkar wa Chuo Kikuu cha Cardiff. "Tumepata wigo wa kina zaidi wa eneo ndogo la Neptune linaloweza kukaa hadi sasa, na kuturuhusu kugundua molekuli zilizopo katika angahewa yake."

Uchambuzi wa Spectral wa mwanga

Kubainisha angahewa za exoplanets kama K2-18 b (ambayo ina maana ya kutambua gesi zao na hali ya kimwili) ni eneo amilifu sana katika unajimu. Hata hivyo, sayari hizi zimefunikwa kihalisi na mng'ao wa nyota zao kuu zaidi, na kufanya uchunguzi wa angahewa za exoplanets kuwa ngumu sana.

NASA inatafuta uhai kwenye sayari nyingine. Je, ikiwa wageni kutoka sayari nyingine tayari wako kati yetu?

Timu iliepuka changamoto hii kwa kuchanganua mwanga kutoka kwa nyota mzazi K2-18b ilipopitia angahewa ya exoplanet. K2-18b ni exoplanet inayopita, kumaanisha kuwa tunaweza kutambua mwangaza unapopita mbele ya nyota yake mwenyeji. Hivi ndivyo exoplanet iligunduliwa kwa mara ya kwanza mnamo 2015 na misheni ya NASA ya K2. Hii ina maana kwamba wakati wa usafirishaji wa exoplanet, sehemu ndogo ya mwanga wa nyota hupitia angahewa yake kabla ya kufikia darubini kama Webb. Kupita kwa mwanga wa nyota kupitia angahewa ya exoplanet huacha njia ambazo wanaastronomia wanaweza kuunganisha ili kubaini gesi katika angahewa ya exoplanet hiyo.

"Matokeo haya yaliwezekana tu kwa sababu ya safu iliyopanuliwa ya urefu wa mawimbi na unyeti usio na kifani wa Webb, ambao uliwezesha ugunduzi thabiti wa vipengee vya kutazama na mabadiliko mawili tu," Alisema Madhusudhan. "Kwa kulinganisha, uchunguzi mmoja wa usafiri wa Webb ulitoa usahihi unaolingana na uchunguzi nane wa Hubble kwa miaka kadhaa na zaidi ya safu nyembamba ya urefu wa mawimbi."

"Matokeo haya ni matokeo ya uchunguzi mbili tu wa K2-18b, na mengine mengi yapo njiani," alielezea mshiriki wa timu Savvas Constantinou kutoka Chuo Kikuu cha Cambridge. "Hiyo inamaanisha kuwa kazi yetu ni sampuli ya mapema tu ya kile Webb inaweza kuona kwenye sayari za nje katika eneo linaloweza kukaliwa."

Timu ya wanasayansi sasa inakusudia kufanya uchunguzi wa kufuatilia kwa kutumia spekrografu ya Ala ya Kati ya Infrared (MIRI) ya darubini, ambayo wanatumai itathibitisha zaidi matokeo yao na kutoa maarifa mapya kuhusu hali ya mazingira kwenye K2-18b.

"Lengo letu kuu ni kutambua maisha kwenye sayari inayoweza kuishi ambayo inaweza kubadilisha uelewa wetu wa nafasi yetu katika ulimwengu," alihitimisha Madhusudhan. "Matokeo yetu ni hatua ya kuahidi kuelekea uelewa wa kina wa walimwengu wa Hycean katika jitihada hii."