Στη μεγάλη κοσμική κλίμακα, η μικρή μας γωνιά του σύμπαντος δεν είναι τόσο ιδιαίτερη – αυτή η ιδέα βρίσκεται στην καρδιά του Αρχή του Κοπέρνικου. Ωστόσο, υπάρχει μια σημαντική πτυχή του πλανήτη μας που είναι πραγματικά περίεργη: ο ήλιος μας είναι ένας κίτρινος νάνος.
Δεδομένου ότι το αστέρι μας είναι αυτό που γνωρίζουμε τόσο πολύ, θα ήταν δελεαστικό να υποθέσουμε ότι τα κίτρινα και λευκά νάνοι αστέρια (νάνοι FGK) είναι κοινά αλλού στο σύμπαν. Ωστόσο, απέχει πολύ από τα πιο πολυάριθμα αστέρια του γαλαξία. Το συγκεκριμένο φτερό ανήκει στο κάλυμμα ενός άλλου τύπου αστεριών – ερυθρών νάνων (M dwarfs).
Οι κόκκινοι νάνοι δεν έχουν απλώς την ίδια μοίρα 75 τοις εκατό Από όλα τα αστέρια του Γαλαξία, είναι το πιο κρύο και το μακροβιότερο από αστέρια όπως ο Ήλιος. Πολύ μεγαλύτερη διάρκεια ζωής.
Αναμένουμε ότι ο ήλιος μας θα ζήσει περίπου 10 δισεκατομμύρια χρόνια. Οι κόκκινοι νάνοι αναμένεται να ζήσουν τρισεκατομμύρια. Τόσο καιρό, στην πραγματικότητα, που κανένα από αυτά δεν έχει φτάσει ακόμη στο τέλος της διάρκειας ζωής της κύριας ακολουθίας πριν από 13,4 δισεκατομμύρια χρόνια η μεγάλη έκρηξη.
Δεδομένου ότι οι κόκκινοι νάνοι είναι τόσο άφθονοι και πολύ σταθεροί, και δεδομένου ότι δεν πρέπει να θεωρούμε τους εαυτούς μας κοσμολογικά ξεχωριστούς, το γεγονός ότι δεν περιφέρουμε έναν κόκκινο νάνο θα πρέπει να εκπλήσσει κάπως. Ωστόσο, εδώ είμαστε, γυρίζοντας γύρω από έναν ασυνήθιστο κίτρινο νάνο.
αυτό είναι, Σύμφωνα με την εφημερίδα Από τον αστρονόμο David Kipping του Πανεπιστημίου Columbia, είναι το παράδοξο του κόκκινου ουρανού – απόρροια του Το παράδοξο Fermi, που αναρωτιέται γιατί δεν έχουμε βρει ακόμη άλλες μορφές ευφυούς ζωής, που βρίσκονται στο μεγάλο απέραντο σύμπαν.
«Επίλυση αυτού του παραδόξου» Αυτός γράφει, “θα αποκαλύψει οδηγίες για τη στόχευση μελλοντικών πειραμάτων τηλεπισκόπησης και των ορίων της ζωής στο σύμπαν.”
Η εντύπωση του καλλιτέχνη για το πλανητικό σύστημα που περιστρέφεται γύρω από τον κόκκινο νάνο TRAPPIST-1. (Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images)
Οι κόκκινοι νάνοι αστέρια είναι μια ελκυστική ευκαιρία για αναζήτηση εξωγήινης ζωής. Δεν καίγονται τόσο καυτά όσο τα αστέρια που μοιάζουν με τον ήλιο, πράγμα που σημαίνει ότι τυχόν εξωπλανήτες που βρίσκονται σε τροχιά γύρω τους θα πρέπει να είναι πιο κοντά για να φτάσουν σε κατοικήσιμες θερμοκρασίες. Με τη σειρά του, αυτό θα μπορούσε να διευκολύνει την εύρεση και τη μελέτη οποιουδήποτε από αυτούς τους εξωπλανήτες, καθώς περιφέρονται γύρω από τα αστέρια τους πιο συχνά από ό,τι η Γη γύρω από τον ήλιο.
Στην πραγματικότητα, οι αστρονόμοι έχουν βρει αρκετούς βραχώδεις εξωπλανήτες – όπως η Γη, Αφροδίτη Και Άρης Περιφέρεται γύρω από τους κόκκινους νάνους αστέρια σε αυτήν την κατοικήσιμη ζώνη. Κάποια είναι σχετικά κοντά. Είναι περίεργα πράγματα, και σίγουρα φαίνεται ότι τα αστέρια κόκκινου νάνοι πρέπει τουλάχιστον να φιλοξενούν τη ζωή κάπου, γι’ αυτό οι αστροβιολόγοι ερευνούν.
Στην εργασία του, ο Kipping εκθέτει τέσσερις αποφάσεις για το παράδοξο του κόκκινου ουρανού.
Η πρώτη απόφαση: ένα εξαιρετικό αποτέλεσμα
Το πρώτο είναι, λοιπόν, είμαστε απλώς μια παράξενη παράξενη μπάλα. Εάν οι ρυθμοί με τους οποίους εμφανίζεται η ζωή γύρω από τους δύο τύπους αστεριών είναι παρόμοιοι, η Γη είναι πολύ μακριά και η ανάδυσή μας γύρω από τον Ήλιο ήταν απλώς τυχαία, μία στις 100 πιθανότητες.
Αυτό θα δημιουργήσει ένταση με την Αρχή του Κοπέρνικου, η οποία δηλώνει ότι δεν υπάρχουν διακριτοί παρατηρητές στο σύμπαν και ότι η θέση μας σε αυτό είναι πολύ φυσική. Το να είμαστε εξτρεμιστές μπορεί να υποδηλώνει ότι η θέση μας είναι Δεν Πολύ φυσικό.
Αυτή η απάντηση δεν είναι αδύνατη, αλλά δεν είναι και ιδιαίτερα ικανοποιητική απάντηση. Οι άλλες τρεις αποφάσεις παρέχουν απαντήσεις που όχι μόνο είναι πιο ικανοποιητικές, αλλά μπορούν στην πραγματικότητα να είναι ελεγχόμενες.
Ψήφισμα 2: Πρόληψη της ζωής κάτω από έναν κόκκινο ουρανό
Σύμφωνα με αυτή την απόφαση, ο Kipping υποστηρίζει ότι οι κίτρινοι νάνοι είναι πιο κατοικήσιμοι από τους κόκκινους νάνους, και ως αποτέλεσμα, η ζωή εμφανίζεται πολύ λιγότερο γύρω από τους κόκκινους νάνους – περίπου 100 φορές λιγότερο. Υπάρχουν πολλά θεωρητικά στοιχεία που υποστηρίζουν αυτή την ιδέα. Οι κόκκινοι νάνοι, για παράδειγμα, τείνουν να είναι θορυβώδεις, με πολλή λαμπερή δραστηριότητα και δεν τείνουν να έχουν πλανήτες σαν τον Δία.
Πολλές θεωρητικές εργασίες έχουν αμφισβητήσει την αληθοφάνεια της πολύπλοκης ζωής στους νάνους M, με ανησυχίες που εγείρονται για παλιρροϊκό κλείσιμο και ατμοσφαιρική κατάρρευση, αυξημένη ευαισθησία στις επιδράσεις της αστρικής δραστηριότητας, εκτεταμένες πρωτογενείς φάσεις προ-ακολουθίας και έλλειψη πιθανών πλεονεκτημάτων. Ζεύςμέγεθος φιλαράκια” Kipping Books.
«Σε αυτή τη βάση, υπάρχει καλός θεωρητικός συλλογισμός για την υποστήριξη της δεύτερης απόφασης, αν και υποστηρίζουμε ότι παραμένει απραγματοποίητη από άποψη παρατήρησης».
Η εντύπωση του καλλιτέχνη ενός κόκκινου νάνου που απελευθερώνει μια τεράστια λάμψη. (Κέντρο διαστημικών πτήσεων Goddard της NASA/S. Wesinger)
Η τρίτη απόφαση: ένα σπασμένο παράθυρο σε μια πολύπλοκη ζωή
Το επιχείρημα εδώ είναι ότι η ζωή απλά δεν είχε αρκετό χρόνο για να εμφανιστεί γύρω από τους κόκκινους νάνους αστέρια.
Αυτό μπορεί να φαίνεται αντίθετο, αλλά έχει να κάνει με την προ-πρωταρχική ακολουθία της ζωής ενός άστρου, πριν αρχίσει να συντήκεται υδρογόνο. Σε αυτή την περίπτωση, το αστέρι καίγεται πιο ζεστό και φωτεινότερο. Για τους κόκκινους νάνους, διαρκούν περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ένα αφανές μόνιμο φαινόμενο του θερμοκηπίου μπορεί να συμβεί σε οποιονδήποτε δυνητικά κατοικήσιμο κόσμο.
Αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι το παράθυρο για την εμφάνιση σύνθετης βιολογίας σε βραχώδεις πλανήτες με λευκούς και κίτρινους νάνους είναι πολύ μεγαλύτερο από ό,τι στους κόκκινους νάνους.
Τέταρτη Ανάλυση: Η σπανιότητα των αμυδρά κόκκινων κουκκίδων
Τέλος, αν και περίπου το 16 τοις εκατό των ερυθρών νάνων με εξωπλανήτες αναφέρονται ως φιλοξενούν βραχώδεις εξωπλανήτες στην κατοικήσιμη ζώνη, αυτοί οι κόσμοι μάλλον δεν είναι τόσο συνηθισμένοι όσο πιστεύαμε. Οι έρευνές μας δειγματίζουν τους πιο ογκώδεις κόκκινους νάνους, επειδή είναι οι πιο λαμπεροί και πιο εύκολοι στη μελέτη. Τι θα γινόταν όμως αν οι εξωγήινοι πλανήτες, για τους οποίους γνωρίζουμε σχετικά λίγα, δεν είχαν βραχώδεις εξωπλανήτες στην κατοικήσιμη ζώνη;
Δεδομένου ότι οι κόκκινοι νάνοι χαμηλής μάζας είναι στην πραγματικότητα οι πιο πολλοί, αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι οι βραχώδεις εξωπλανήτες στην κατοικήσιμη ζώνη είναι εκατό φορές λιγότερο συνηθισμένοι γύρω από τους κόκκινους νάνους από τους κίτρινους νάνους.
«Σε αυτή την περίπτωση, η ευφυής ζωή είναι σπάνια μεταξύ του σύμπαντος και εξαπλώνεται παγκοσμίως μεταξύ M νάνων και FGKs, αλλά οι κατοικήσιμοι κόσμοι είναι τουλάχιστον δύο τάξεις μεγέθους λιγότερο συνηθισμένοι γύρω από τους M νάνους από τους FGKs». Kipping Books.
“Δύο τάξεις μεγέθους διαφορά είναι μια σημαντική διαφορά που την κάνει μια ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα ερμηνεία. Αυτό απαιτεί ότι η συντριπτική πλειονότητα των γνωστών στο μέγεθος της Γης και εύκρατων πλανητών γύρω από M νάνους είναι κάπως αφιλόξενοι για τη ζωή ή ότι ο όψιμος τύπος σπάνια φιλοξενεί M νάνους (χαμηλή μάζα) κατοικήσιμοι κόσμοι.
Η εντύπωση του καλλιτέχνη για έναν κατοικήσιμο κόσμο που περιστρέφεται γύρω από έναν κόκκινο νάνο Proxima Centauri. (Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images)
Είναι μάλιστα πιθανό η απάντηση να βρίσκεται σε πολλές από αυτές τις αποφάσεις, γεγονός που θα καθιστούσε λιγότερο σαφή τον αντίκτυπο σε οποιονδήποτε τομέα. Ίσως μπορέσουμε να λάβουμε επιβεβαίωση σύντομα. Καθώς η τεχνολογία μας βελτιώνεται, για παράδειγμα, θα μπορούμε να βλέπουμε καλύτερα αστέρια κόκκινου νάνους μικρότερης μάζας και να αναζητούμε πλανήτες σε τροχιά γύρω τους.
Έχοντας κάνει αυτό, αν βρούμε βραχώδεις εξωπλανήτες, μπορούμε να ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στην πιθανή κατοικήσιμό τους, να προσδιορίσουμε εάν περιφέρονται σε τροχιά στην κατοικήσιμη ζώνη και αν η ζωή εκεί έχει παρεμποδιστεί από αστρικές διεργασίες.
“τελικά,” Kipping Books, “Η επίλυση του παραδόξου του κόκκινου ουρανού είναι κεντρικής σημασίας για την αστροβιολογία και το SETI, με τη συμπερίληψη των αστεριών στα οποία αφιερώνουμε τους πόρους μας, καθώς και με τη δημιουργία ενός θεμελιώδους ερωτήματος σχετικά με τη φύση και τα όρια της ζωής στο σύμπαν.”
Η αναζήτηση δημοσιεύτηκε στο PNAS.
“Ερασιτέχνης διοργανωτής. Εξαιρετικά ταπεινός web maven. Ειδικός κοινωνικών μέσων Wannabe. Δημιουργός. Thinker.”