Ο Κύπριος ερευνητής πίσω από τα ίχνη ζωής σε εξωπλανήτη-Από την Έγκωμη στο Cambridge και η τεράστια ανακάλυψη

Μια από τις πιο υποσχόμενες εξελίξεις στην αναζήτηση εξωγήινης ζωής έρχεται από την επιστημονική ομάδα πίσω από την τελευταία μελέτη για τον εξωπλανήτη K2-18b, στην οποία συμμετέχει και ο Κύπριος ερευνητής, Σάββας Κωνσταντίνου, από το Ινστιτούτο Αστρονομίας του Πανεπιστημίου Cambridge.

Οι επιστήμονες, χρησιμοποιώντας το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb, εντόπισαν στον συγκεκριμένο εξωπλανήτη μόρια που στη Γη παράγονται αποκλειστικά από μικροβιακή ζωή. Αν και η ερευνητική ομάδα παραμένει επιφυλακτική ως προς το αν πρόκειται για οριστική ένδειξη ζωής, η ανακάλυψη θεωρείται η πιο υποσχόμενη μέχρι σήμερα στην αναζήτηση βιοσημάτων εκτός του πλανήτη μας.

Η μελέτη που παρουσιάζει τα ευρήματα δημοσιεύθηκε εντός Απριλίου στο επιστημονικό περιοδικό The Astrophysical Journal Letters. Στο πλαίσιο αυτό, ο Σάββας Κωνσταντίνου μιλά αποκλειστικά στον REPORTER για τα ευρήματα της μελέτης, τη σημασία τους για την αστροβιολογία, αλλά και για το προσωπικό του ταξίδι από την Κύπρο στα ερευνητικά εργαστήρια του Cambridge.

Πες μου λίγα πράγματα για σένα.

Μεγάλωσα στην Κύπρο, συγκεκριμένα στην Έγκωμη. Φοίτησα στο English School και στη συνέχεια σπούδασα Φυσική στην Αγγλία, στο Πανεπιστήμιο του Cambridge. Το αρχικό μου πλάνο ήταν να ολοκληρώσω τις σπουδές μου και να αναζητήσω μια «κανονική» δουλειά. Ωστόσο, όλοι μου οι φίλοι έκαναν μεταπτυχιακό, οπότε αποφάσισα να μείνω. Επέλεξα να ασχοληθώ με τους πλανήτες και το ηλιακό σύστημα.

Όταν ολοκλήρωσα το μεταπτυχιακό, γνώρισα τον επικεφαλής συγγραφέα της μελέτης, τον Nikku Madhusudhan, ο οποίος ασχολείται με τις ατμόσφαιρες των πλανητών. Κατάφερα να κάνω μαζί του το διδακτορικό μου (PhD), το οποίο ολοκλήρωσα τον Αύγουστο του 2023, και συνέχισα δίπλα του τη διδακτορική μου έρευνα.

Επειδή είχα καταλάβει ότι τα επόμενα χρόνια θα μπορούσαμε να ανακαλύψουμε κάτι σημαντικό, δεν ήθελα να χάσω μια τέτοια ευκαιρία και έκανα αίτηση για να ενταχθώ στην ομάδα. Η συμφωνία ήταν για τρία χρόνια, και βρίσκομαι τώρα στον δεύτερο χρόνο. Βασικά, πήγα και… έμεινα.

Πότε ξεκίνησε η έρευνα του πλανήτη K2-18b;

Ο πλανήτης ανακαλύφθηκε το 2015 από μια άλλη ερευνητική ομάδα με δεκάδες μέλη. Πρόκειται για έναν υποποσειδώνα, δηλαδή το μέγεθός του είναι μεταξύ της Γης και του Ποσειδώνα, κάτι που δεν υπάρχει στο δικό μας ηλιακό σύστημα. Η πλειοψηφία των εξωπλανητών που έχουν ανακαλυφθεί έξω από το ηλιακό μας σύστημα έχουν αυτή τη μάζα. Επομένως, επειδή δεν έχουμε ένα αντίστοιχο μέτρο σύγκρισης, δεν γνωρίζαμε σχεδόν τίποτα γι’ αυτούς τους πλανήτες. Υπάρχει μεγάλη συζήτηση στον επιστημονικό χώρο σχετικά με το τι ακριβώς είναι. Άλλοι υποστηρίζουν ότι πρόκειται για πλανήτες λίγο μεγαλύτερους από τη Γη, ενώ άλλοι ότι είναι μικροί Ποσειδώνες.

Η ατμόσφαιρα του K2-18b μελετήθηκε για πρώτη φορά το 2019 με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA, μέσω του οποίου προέκυψαν ενδείξεις για την παρουσία νερού ή μεθανίου – ωστόσο, τα δεδομένα δεν ήταν αρκετά για ασφαλή συμπεράσματα. Η επόμενη σημαντική εξέλιξη ήρθε με την έναρξη λειτουργίας του διαδόχου του Hubble, του τηλεσκοπίου James Webb. Από εκεί και πέρα, η ομάδα μας υπέβαλε αίτηση για τη χρήση του συγκεκριμένου τηλεσκοπίου, εξηγώντας ότι θέλαμε να μελετήσουμε εκ νέου τον πλανήτη για να φτάσουμε σε πιο συγκεκριμένα και αξιόπιστα αποτελέσματα.

Υπάρχει μεγάλος ανταγωνισμός ως προς το πώς κατανέμεται ο διαθέσιμος χρόνος χρήσης του τηλεσκοπίου ανάμεσα στις ερευνητικές ομάδες που υποβάλλουν αιτήσεις. Εμείς καταφέραμε να εξασφαλίσουμε περίπου 30 ώρες, τις οποίες αφιερώσαμε αποκλειστικά στη μελέτη του K2-18b.

Στη συνέχεια, εκδώσαμε μία μελέτη το 2023 και μία ακόμη το 2025, υπό την καθοδήγηση του Nikku Madhusudhan, με εμένα και άλλους δύο ερευνητές να συμμετέχουμε στην ομάδα. Στην πρώτη μελέτη, το 2023, εντοπίσαμε μεθανίο και διοξείδιο του άνθρακα στον πλανήτη. Αυτή η ανακάλυψη μας οδήγησε στο συμπέρασμα ότι ο K2-18b ταιριάζει με έναν τύπο πλανητών που είχαμε μελετήσει το 2021 και οι οποίοι διαθέτουν κατοικήσιμη επιφάνεια με νερό, δηλαδή με ωκεανούς ή θάλασσες. Παράλληλα, υπήρξαν ενδείξεις για την παρουσία ενός αερίου που, τουλάχιστον στη Γη, συνδέεται με την ύπαρξη ζωής.

Τι ήταν εκείνο όμως που ξεχώρισε τον πλανήτη K2-18b;

Γνωρίζουμε ότι ο πρώτος πλανήτης εκτός του ηλιακού μας συστήματος ανακαλύφθηκε τη δεκαετία του 1990. Από τότε μέχρι σήμερα έχουν ανακαλυφθεί γύρω στους έξι χιλιάδες εξωπλανήτες, εκ των οποίων οι περισσότεροι είναι υπερβολικά μεγάλοι, όπως ο Δίας ή ο Κρόνος. Αυτοί είναι κυρίως γιγάντιοι αέριοι πλανήτες, πολύ κοντά στο άστρο τους και συνεπώς πολύ θερμοί. Επίσης, είναι πιο εύκολο να εντοπιστούν.

Ο K2-18b, αντίθετα, είναι πολύ μικρότερος και ανήκει στην κατηγορία των υποποσειδώνων. Βρίσκεται εντός της λεγόμενης κατοικήσιμης ζώνης του άστρου του, κάτι που σημαίνει ότι, αν στη θέση του υπήρχε η Γη, θα μπορούσε να διαθέτει υγρούς ωκεανούς, έναν από τους βασικότερους παράγοντες για την ύπαρξη ζωής. Αυτή είναι και η σπανιότητα του K2-18b, είναι μεγαλύτερος από τη Γη, αλλά όχι τεράστιος. Φυσικά, υπάρχει ακόμη αβεβαιότητα, όμως είναι ένας από τους λίγους εξωπλανήτες για τους οποίους είναι δυνατή η μέτρηση της ατμόσφαιρας, όπως κάναμε κι εμείς. Επιπλέον, είναι αρκετά «ψυχρός» ώστε να παραμένει εντός της κατοικήσιμης ζώνης του άστρου του.

Πότε έγινε η ανακάλυψη;

Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν στις 26 Απριλίου 2024 με το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb. Στη συνέχεια, αφιερώσαμε περίπου έναν χρόνο στην επεξεργασία των δεδομένων. Το τηλεσκόπιο διαθέτει διάφορα όργανα, και εμείς χρησιμοποιήσαμε ένα που λειτουργεί στα μήκη κύματος του βαθύ υπερύθρου. Χρειάστηκαν αρκετοί μήνες για να επεξεργαστούμε σωστά τις μετρήσεις, ώστε να εξαχθούν ασφαλή συμπεράσματα.

Μαζί με τον Nikku Madhusudhan, όταν η επεξεργασία των δεδομένων ολοκληρώθηκε –κάπου μεταξύ Οκτωβρίου και Νοεμβρίου– προχωρήσαμε στην ανάλυση για το τι ακριβώς σήμαιναν τα αποτελέσματα. Έπρεπε να δημιουργηθούν συγκεκριμένα μοντέλα και να γίνουν στατιστικές αναλύσεις για να ερμηνευτούν οι παρατηρήσεις. Η μελέτη στάλθηκε στο επιστημονικό περιοδικό The Astrophysical Journal Letters μέσα στον Δεκέμβριο. Ακολούθησε η αξιολόγηση από ανεξάρτητο ειδικό του τομέα, όπως προβλέπει η διαδικασία της επιστημονικής δημοσίευσης, ώστε να ελεγχθεί η εγκυρότητα των αποτελεσμάτων. Η διαδικασία ολοκληρώθηκε και η μελέτη δημοσιεύτηκε την περασμένη εβδομάδα.

Ποια είναι τα επόμενα σας βήματα;

Υπάρχουν δύο βασικές κατευθύνσεις. Η πρώτη είναι να γίνουν περαιτέρω μετρήσεις –κάποιες από τις οποίες είναι ήδη σε εξέλιξη– καθώς έχει παραχωρηθεί χρόνος σε άλλη ερευνητική ομάδα για να επιβεβαιωθεί το σήμα που έχουμε εντοπίσει.

Η δεύτερη είναι να εμβαθύνουμε στη θεωρητική δουλειά, ώστε να μπορέσουμε να κατανοήσουμε τι ακριβώς σημαίνει αυτό που βρήκαμε. Έχουμε εντοπίσει ένα ή δύο μόρια που, στη Γη, συνδέονται με την ύπαρξη ζωής, όμως ο πλανήτης είναι εντελώς διαφορετικός. Στη Γη, για παράδειγμα, η ατμόσφαιρα αποτελείται κυρίως από άζωτο και οξυγόνο, ενώ στον K2-18b, το 90% της ατμόσφαιρας αποτελείται από υδρογόνο και ήλιο – πράγμα που τον καθιστά πολύ διαφορετικό από τον πλανήτη μας σήμερα.

Ωστόσο, γνωρίζουμε ότι και στη Γη υπάρχουν περιοχές, πολύ βαθιά κάτω από την επιφάνεια, όπου ζουν βακτήρια σε περιβάλλον με υψηλή συγκέντρωση υδρογόνου – και τα καταφέρνουν μια χαρά. Άρα δεν είναι αδιανόητο να υπάρχει ζωή και σε έναν τέτοιο πλανήτη. Το θέμα είναι ότι δεν γνωρίζουμε πώς θα μπορούσε να είναι αυτή η ζωή, ούτε αν το μόριο που βρήκαμε αποτελεί ασφαλές βιοϋποκατάστατο για τέτοιου είδους πλανήτες.

Είναι πολύ σημαντικό να είμαστε προσεκτικοί. Δεν μπορούμε ακόμη να πούμε με σιγουριά ότι βρέθηκε ζωή. Πρέπει να είμαστε βέβαιοι ότι αυτό που βλέπουμε είναι πράγματι εκεί, να υπάρχουν επαναλαμβανόμενες μετρήσεις, και ότι η ερμηνεία των δεδομένων οδηγεί σε ένα μόνο συμπέρασμα και όχι σε εναλλακτικές εξηγήσεις.

Με βάση τα σημερινά δεδομένα, φαίνεται ότι αυτό ισχύει. Ωστόσο, αναγνωρίζουμε πως υπάρχουν πολλά ακόμη που δεν γνωρίζουμε. Δεν σημαίνει ότι δεν έχουμε βρει κάτι σημαντικό, απλώς δεν μπορούμε να είμαστε 100% βέβαιοι. Η πιθανότητα να είναι τυχαίο το συμπέρασμα που καταλήξαμε είναι μόλις 0,3%, κάτι που θεωρείται εξαιρετικά χαμηλό. Όμως, το ορθό επιστημονικά είναι να συγκεντρωθούν ακόμη περισσότερες μετρήσεις.

Άρα χρειάζεται περισσότερος χρόνος για να επιβεβαιώσετε το συμπέρασμα σε βαθμό που να σας ικανοποιεί;

Από πλευράς μετρήσεων, αυτό θα γίνει μέσα στα επόμενα ένα με δύο χρόνια. Οι νέες παρατηρήσεις αναμένονται σχετικά σύντομα, με βάση το πώς κινείται γενικότερα ο τομέας. Από την άλλη πλευρά, στο πιο θεωρητικό κομμάτι, θα χρειαστεί να υπάρξει συζήτηση και τελικά συμφωνία εντός της επιστημονικής κοινότητας. Θα μπούμε σε μια φάση διαλόγου, πιθανόν και διαφωνιών, κάτι που είναι απόλυτα φυσιολογικό.

Πώς αισθάνεστε με την ανακάλυψη;

Είναι λίγο περίεργο, γιατί εργαζόμασταν πάνω σε αυτή τη μελέτη για περισσότερο από έναν χρόνο. Ξεκινήσαμε με την αίτηση, επεξεργαστήκαμε τις πρώτες μετρήσεις που λάβαμε πέρυσι, οι οποίες ήταν σε διαφορετικά μήκη κύματος από αυτά που δουλέψαμε φέτος. Είναι σαν να λες μια λέξη τόσες φορές που στο τέλος χάνει το νόημά της. Εγώ προσωπικά τα βλέπω όλα αυτά εδώ και χρόνια, όμως όταν βγήκε τελικά το αποτέλεσμα, χρειάστηκε να κάνω ένα βήμα πίσω και να πω στον εαυτό μου «το κάναμε πραγματικά».

Για να γίνει σωστά αυτή η δουλειά, χρειάζεται υπομονή. Πρέπει να μπορείς να αποστασιοποιείσαι λίγο, για να μη χάνεσαι μέσα στη λεπτομέρεια.

Για να υπάρξει μια υγιής συζήτηση εντός της επιστημονικής κοινότητας, είναι απαραίτητο να γίνει επίσημη ανακοίνωση με ακρίβεια για το τι ακριβώς ανακαλύφθηκε. Δεν θα ήταν έντιμο να πούμε πως δεν βρήκαμε τίποτα και να μηδενίσουμε την ανακάλυψη. Την κάναμε, και είναι σχετικά ασφαλής, αλλά από την άλλη δεν μπορούμε απλά να πούμε «το βρήκαμε, πάμε παρακάτω». Πρέπει να αναγνωρίσουμε ότι υπάρχει πάντα η πιθανότητα κάτι να αλλάξει. Όχι ότι είναι πολύ πιθανό, αλλά δεν είναι αδύνατο.

Υπάρχουν πολλά πράγματα που δεν γνωρίζουμε ακόμη. Γι’ αυτό είναι σημαντικό να εξετάζουμε όχι μόνο αυτά που βλέπουμε, αλλά και αυτά που δεν γνωρίζουμε – να διατηρήσουμε, δηλαδή, την ουσία και την ποιότητα της επιστημονικής συζήτησης.

Για πρώτη φορά στην ιστορία της ανθρωπότητας έχουμε τη δυνατότητα να παρατηρήσουμε την ατμόσφαιρα πλανητών που θα μπορούσαν να είναι κατοικήσιμοι. Και αυτό δεν είναι καθόλου λίγο.

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ:

• Οι «ισχυρότερες μέχρι σήμερα» ενδείξεις εξωγήινης ζωής εντοπίστηκαν σε μακρινό εξωπλανήτη
• Αποφασισμένη η Ε.Ε να επιβάλει τους ψηφιακούς κανόνες ανεξαρτήτως τοποθεσίας εταιρειών
• Ψυχανάλυση με... Αλγόριθμο: Μπορεί το ChatGPT να πάρει τη θέση του ψυχολόγου;