Paradox červenej oblohy vás prinúti spochybňovať naše miesto vo vesmíre

Umelcov dojem z obývateľného sveta obiehajúceho okolo červeného trpaslíka. (ESO/M. Kornmesser)

Vo veľkom kozmickom meradle nie je náš malý kútik vesmíru až taký výnimočný – táto myšlienka leží v srdci Kopernikov princíp . Napriek tomu je na našej planéte jeden významný aspekt, ktorý je skutočne zvláštny: Naše Slnko je žltý trpaslík.

Pretože naša domovská hviezda je to, čo poznáme najdôvernejšie, bolo by lákavé predpokladať, že žlté a biele trpaslíky (FGK trpaslíci) sú bežné inde vo vesmíre. Sú však ďaleko od najpočetnejších hviezd v galaxii; to konkrétne pierko patrí do čiapky iného typu hviezdy – červeného trpaslíka (M trpaslíkov).

Nielen, že červení trpaslíci tvoria toľko ako 75 percent zo všetkých hviezd v Mliečnej dráhe sú oveľa chladnejšie a majú dlhšiu životnosť ako hviezdy ako Slnko. Oveľa, oveľa dlhšie žilo.



Očakávame, že naše Slnko bude žiť približne 10 miliárd rokov; Očakáva sa, že hviezdy červených trpaslíkov budú žiť bilióny. V skutočnosti tak dlho, že žiadna z nich ešte nedosiahla koniec svojej hlavnej postupnosti počas celých 13,4 miliárd rokov od Veľký tresk .

Keďže červených trpaslíkov je tak veľa a sú tak stabilné, a keďže by sme sa nemali automaticky považovať za kozmicky výnimočných, skutočnosť, že neobiehame okolo červeného trpaslíka, by mala byť trochu prekvapivá. A predsa sme tu, obiehame okolo nie tak bežného žltého trpaslíka.

toto, podľa papiera od astronóma Davida Kippinga z Kolumbijskej univerzity, je paradox červenej oblohy – dôsledok toho Fermiho paradox , čo spochybňuje, prečo sme ešte nenašli žiadne iné formy inteligentného života tam vonku vo veľkom šírom vesmíre.

'Riešenie tohto paradoxu,' on píše , 'odhalí návod na zacielenie budúcich experimentov so snímaním života na diaľku a hranice života vo vesmíre.'

Umelcov dojem z planetárneho systému obiehajúceho okolo červeného trpaslíka TRAPPIST-1. (Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images)

Hviezdy červených trpaslíkov sú atraktívnou vyhliadkou na hľadanie mimozemského života. Nehoria tak horúco ako hviezdy podobné Slnku, čo znamená, že všetky exoplanéty, ktoré okolo nich obiehajú, musia byť bližšie, aby dosiahli obývateľné teploty. Na druhej strane by to mohlo uľahčiť nájdenie a štúdium akýchkoľvek takýchto exoplanét, pretože obiehajú okolo svojich hviezd častejšie ako Zem okolo Slnka.

Astronómovia skutočne našli pomerne veľa kamenných exoplanét – ako Zem, Venuša a Mars – obiehajúce hviezdy červených trpaslíkov v tejto obývateľnej zóne. A niektoré z nich sú dokonca relatívne blízko. to jedráždivé vecia určite sa zdá, že hviezdy červených trpaslíkov by mali aspoň niekde hostiť život, a preto astrobiológovia hľadajú.

Kipping vo svojom článku uvádza štyri uznesenia k paradoxu Červenej oblohy.

Rezolúcia I: Nezvyčajný výsledok

Prvým je, že sme len čudáci. Ak sú rýchlosti, pri ktorých sa život objavuje okolo oboch typov hviezd, podobné, potom je Zem odľahlá a náš objavenie sa okolo Slnka bolo len náhodné, jedna ku 100.

To by vytvorilo napätie s Kopernikovským princípom, ktorý hovorí, že vo vesmíre nie sú žiadni privilegovaní pozorovatelia a že naše miesto v ňom je celkom normálne. Ak by sme boli odľahlí, naznačovalo by to, že naše miesto je nie také normálne.

Táto odpoveď nie je nemožná, ale nie je ani obzvlášť uspokojivá. Ďalšie tri rozlíšenia poskytujú odpovede, ktoré sú nielen uspokojivejšie, ale môžu byť aj testovateľné.

Rezolúcia II: Inhibovaný život pod červenou oblohou

V rámci tohto uznesenia Kipping tvrdí, že žltí trpaslíci sú obývateľnejší ako červení trpaslíci a v dôsledku toho sa život okolo červených trpaslíkov objavuje oveľa menej často – asi 100-krát menej. Existuje veľa teoretických dôkazov, ktoré podporujú túto myšlienku. Napríklad červení trpaslíci majú tendenciu byť hluční, s množstvom svetlíc a nemajú tendenciuPlanéty podobné Jupiteru.

„Veľa teoretickej práce spochybňuje vierohodnosť komplexného života na trpaslíkoch M, s obavami týkajúcimi sa blokovania prílivu a odlivu a atmosférického kolapsu, zvýšeného vystavenia účinkom hviezdnej aktivity, predĺžených fáz pred hlavnou sekvenciou a nedostatku potenciálne prospešných veľkosti Jupitera. spoločníci,' napísal Kipping .

'Na tomto základe existuje dobré teoretické zdôvodnenie na podporu rezolúcie II, hoci zdôrazňujeme, že zostáva pozorovaním neoverené.'

Umelcov dojem červeného trpaslíka rozpútajúceho megaflare. (Goddard Space Flight Center NASA/S. Wiessinger)

Rezolúcia III: Skrátené okno pre komplexný život

Argumentom je, že život jednoducho nemal dostatok času na to, aby sa objavil okolo červených trpasličích hviezd.

Môže sa to zdať neintuitívne, ale súvisí to s fázou pred hlavnou sekvenciou života hviezdy, predtým, ako začne taviť vodík. V tomto stave hviezda horí horúcejšie a jasnejšie; u červených trpaslíkov trvá asi miliardu rokov. Počas tejto doby by sa na všetkých potenciálne obývateľných svetoch mohol spustiť trvalý skleníkový efekt.

To by mohlo znamenať, že okno pre vznik komplexnej biológie na kamenných planétach na bielych a žltých trpaslíkoch je oveľa dlhšie ako na červených trpaslíkoch.

Rezolúcia IV: Nedostatok bledo červených bodiek

Napokon, hoci asi 16 percent červených trpaslíkov s exoplanétami je uvedených ako hostiteľ skalných exoplanét v obývateľnej zóne, možno tieto svety nie sú také bežné, ako sme si mysleli. Naše prieskumy odoberajú vzorky najmasívnejších červených trpaslíkov, pretože sú najjasnejšie a najľahšie sa študujú; ale čo ak tie sýkorky, o ktorých vieme pomerne málo, nemajú skalnaté exoplanéty obývateľné zóny?

Keďže červení trpaslíci s nízkou hmotnosťou sú v skutočnosti najpočetnejšie, mohlo by to znamenať, že skalné exoplanéty obývateľné zóny sú okolo červených trpaslíkov 100-krát menej bežné ako okolo žltých trpaslíkov.

'V tomto prípade je inteligentný život vo vesmíre zriedkavý a rodí sa univerzálne medzi trpaslíkmi M a FGK, ale obývateľné svety sú okolo M-trpaslíkov aspoň o dva rády menej bežné ako FGK.' napísal Kipping .

„Dva rády sú značný rozdiel, vďaka čomu je to obzvlášť zaujímavé vysvetlenie. To by si vyžadovalo, aby veľká väčšina z mnohých známych planét mierneho pásma okolo M-trpaslíkov bola nejakým spôsobom nehostinná pre život, alebo aby M-trpaslíci neskorého typu (s nízkou hmotnosťou) len zriedka hostili obývateľné svety.'

Umelcova predstava obývateľného sveta obiehajúceho okolo červeného trpaslíka Proxima Centauri. (Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images)

Je dokonca možné, že odpoveď spočíva v niekoľkých z týchto rozlíšení, čo by umožnilo, aby bol efekt v ktorejkoľvek oblasti menej výrazný. A možno budeme môcť čoskoro získať potvrdenie. Keď sa naša technológia zlepší, napríklad budeme môcť lepšie vidieť hviezdy červených trpaslíkov s nižšou hmotnosťou a hľadať planéty na obežnej dráhe okolo nich.

Ak to urobíme, ak nájdeme skalnaté exoplanéty, môžeme sa bližšie pozrieť na ich potenciálnu obývateľnosť a určiť, či obiehajú v obývateľnej zóne a či tam život mohol byť zabrzdený hviezdnymi procesmi.

'Nakoniec,' napísal Kipping ,,vyriešenie paradoxu červenej oblohy je ústredným záujmom astrobiológie a SETI, čo znamená, ktorým hviezdam venovať naše zdroje, ako aj položiť základnú otázku o povahe a hraniciach života vo vesmíre.

Výskum bol publikovaný v r PNAS .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.