K2-18b se nachází se v tzv. obyvatelné zóně své hvězdy, tedy v oblasti, kde by teplotní podmínky teoreticky mohly umožnit existenci kapalné vody na povrchu. Právě tato skutečnost, spolu s její klasifikací jako "sub-Neptun" (planeta větší než Země, ale menší než Neptun), z ní učinila primární cíl pro pozorování Vesmírným dalekohledem Jamese Webba (JWST). A první výsledky skutečně rozvířily vody – nejen vědecké, ale i mediální, jak dokládá i nadšení v titulcích typu "Zatím nejslibnější objev: Na planetě K2-18b by mohl existovat život". Co nám tedy nejnovější výzkumy, založené na precizních datech z JWST a důkladném modelování, o tomto světě skutečně prozrazují? Obraz je, jak už to ve vědě bývá, komplexnější a podněcuje k hlubšímu zamyšlení.

Takto zcela jistě K2-18b nevypadá, ale je to hezké. Kredit: MS Copilot AI

Počáteční naděje: Hyceánský svět a záhadný DMS?

Prvotní analýzy přenosového spektra K2-18b, publikované týmem pod vedením Nikkua Madhusudhana (University of Cambridge) v roce 2023, přinesly detekci metanu (CH₄) a oxidu uhličitého (CO₂) v atmosféře planety. Tyto molekuly, spolu s nepřítomností detekovatelného množství amoniaku, vedly k návrhu fascinujícího scénáře: K2-18b by mohla být tzv. "hyceánským" světem. Tento koncept popisuje planetu s rozsáhlým oceánem kapalné vody pod atmosférou bohatou na vodík. Takové světy jsou považovány za potenciálně obyvatelné, neboť kombinace kapalné vody a vhodných teplot nabízí prostředí pro život, jak ho známe.

Největší rozruch však vzbudila možná, byť statisticky méně průkazná, detekce dimethylsulfidu (DMS). Na Zemi je DMS produkován téměř výhradně biologickou aktivitou, zejména mořským fytoplanktonem. Jeho potenciální přítomnost na K2-18b tak okamžitě vyvolala spekulace o možné biosignatuře – chemickém otisku života. Právě tato možnost stála za velkou částí mediálního zájmu a nadějí vkládaných do K2-18b. Představa vodního světa s atmosférou obsahující plyn produkovaný životem byla nepochybně lákavá. Geochemické analýzy, jako ty od Christophera Gleina (Southwest Research Institute), navíc ukázaly, že pokud by K2-18b skutečně byla hyceánským světem s detekovanými plyny, existoval by zde silný termodynamický potenciál pro metabolismy, jako je metanogeneze, což dále podporovalo myšlenku možné obyvatelnosti.

Vědecká obezřetnost: Otazníky a alternativní scénáře

Jak ovšem velí principy vědecké metody, počáteční vzrušující hypotézy musí projít důkladným přezkoumáním a testováním. Následné studie, využívající tatáž i nová data z JWST a pokročilejší modely, začaly vykreslovat složitější a méně jednoznačný obraz.

Jedna z klíčových otázek se týká samotné povahy planety. Tým vedený Nicholasem Woganem (NASA Ames Research Center) ve své práci ukázal, že pozorovaná data z JWST lze uspokojivě vysvětlit i modelem plynného mini-Neptunu bez definovaného povrchu s kapalnou vodou. V takovém scénáři by atmosféra bohatá na vodík plynule přecházela do hlubokých vrstev s vysokými tlaky a teplotami, kde by podmínky pro život, jak ho známe, nepanovaly. Jejich modely navíc naznačily, že fotochemie v atmosféře "neživého" hyceánského světa by měla problém vyprodukovat pozorované množství metanu a CO₂ bez dalších, zatím neznámých procesů.

Další výzvu pro hyceánskou hypotézu představuje energetická bilance planety. Studie Seana Jordana (ETH Zurich) a kolegů zkoumala planetární albedo – míru odrazivosti planety. Aby si K2-18b udržela kapalný oceán navzdory relativně vysokému množství energie přijímané od své hvězdy (nachází se spíše na vnitřním okraji optimisticky definované obyvatelné zóny), musela by mít poměrně vysoké albedo. Jordanova práce však argumentuje, že atmosféra nad případnými mraky či oceánem sama o sobě omezuje maximální možné albedo planety. Zda může K2-18b dosáhnout albeda potřebného pro udržení kapalného oceánu, tak zůstává otevřenou otázkou, přičemž některé modely naznačují, že by to mohlo být obtížné.

A co záhadný dimethylsulfid? Jeho detekce byla od počátku označována jako nejistá (na úrovni cca 2-3 sigma). Navíc práce Nory Hänni (University of Bern) a jejích spolupracovníků, analyzující data z komety 67P/Churyumov-Gerasimenko získaná misí Rosetta, poskytla důkazy o možnosti abiotického vzniku DMS v kosmickém prostředí. To slouží jako důležité varování – i kdyby byla přítomnost DMS na K2-18b potvrzena s vyšší jistotou, jeho interpretace jako jednoznačné biosignatury by vyžadovala vyloučení všech možných nebiologických cest vzniku, což je extrémně náročný úkol.

Preciznost modelů a hvězdný kontext jsou klíčové

Interpretace přenosových spekter exoplanet je mimořádně komplexní disciplína. Úspěch závisí nejen na kvalitě dat z JWST, ale i na přesnosti atmosférických a klimatických modelů. Práce jako ta od Edouarda Barriera a Nikkua Madhusudhana (University of Cambridge), kteří vyvíjejí nové schémata pro modelování konvekce specificky pro atmosféry sub-Neptunů, jsou naprosto zásadní pro správné pochopení procesů v těchto exotických světech. Stejně tak je klíčové detailní porozumění vlastnostem mateřské hvězdy K2-18, jak zkoumá například studie Nedy Hejazi (University of Kansas) a kolegů, protože vlastnosti hvězdy (její aktivita, chemické složení) přímo ovlivňují pozorované spektrum planety a mohou dokonce imitovat některé atmosférické rysy. Nesmíme zapomínat ani na zkoumání dalších potenciálních biosignatur, jako jsou metylhalogenidy, jejichž detekovatelnost v hyceánských atmosférách modeluje tým Michaely Leung (UC Riverside).

Závěr: Fascinující svět plný otázek – věda v akci

Příběh K2-18b je ukázkovým příkladem vědeckého procesu v reálném čase. Počáteční vzrušující náznaky, které oprávněně vyvolaly velký zájem, jsou nyní podrobovány kritickému zkoumání, testování alternativních hypotéz a zpřesňování pomocí stále sofistikovanějších nástrojů a modelů. K2-18b bezpochyby zůstává jedním z nejzajímavějších známých exoplanetárních systémů a klíčovým cílem pro JWST.

Místo jednoduché odpovědi na otázku života nám však současný výzkum předkládá spíše soubor dalších, hlubších otázek: Jaká je skutečná povaha této planety? Je to vodní svět, nebo spíše plynný obr bez pevného povrchu? Pokud DMS v atmosféře skutečně je, jak vznikl? Odpovědi vyžadují další pozorování, preciznější data a neustálé zdokonalování našich teoretických modelů. Právě tato cesta postupného odhalování, plná pečlivé práce, kritického myšlení a intelektuální zvídavosti stovek vědců po celém světě, je na vědě tím nejvíce fascinujícím – a je to cesta, která si zaslouží náš obdiv, i když k definitivním závěrům vede jen pozvolna. K2-18b nám ukazuje, že hledání života mimo Zemi je maraton, nikoli sprint, a každý krok na této cestě, i ten, který zpochybňuje předchozí jistoty, je nesmírně cenný.

Zdroje: Článek vychází z řady nedávných studií publikovaných na preprintovém serveru arXiv a v recenzovaných časopisech, analyzujících data z JWST a modelujících podmínky na exoplanetě K2-18b (např. Madhusudhan et al. 2023, ApJL 956, L13; Wogan et al. 2024, ApJL 963, L7; Glein 2024, ApJL; Hänni et al. 2024, arXiv:2410.08724; Jordan et al. 2025, arXiv:2504.12030 a další).