Парадокс красного неба заставит вас подвергнуть сомнению наше место во Вселенной

В большом космическом масштабе наш маленький уголок Вселенной не так уж особенный – эта идея лежит в основе принципа Коперника. И все же есть один важный аспект нашей планеты, который действительно необычен: наше Солнце – желтый карлик.

Об этом пишет издание ScienceAlert, передают OstanniPodii.com

Поскольку наша родная звезда – та, которую мы знаем наиболее интимно, было бы соблазнительно предположить, что желтые и белые карлики (FGK-карлики) распространены в других местах космоса. Однако они далеко не самые многочисленные звезды в галактике; пальма первенства принадлежит другому типу звезд – красным карликам (M-карлики).

Мало того, что красные карлики составляют до 75 процентов всех звезд Млечного Пути, они гораздо холоднее и живут дольше, чем такие звезды, как Солнце. Гораздо намного дольше живут.

Мы ожидаем, что наше Солнце проживет около 10 миллиардов лет; а звезды-красные карлики, как ожидается, – триллионы. Фактически так долго, что за все 13,5 миллиарда лет, прошедшие с момента Большого взрыва, ни одна из них еще не достигла конца своей жизни в главной последовательности.

Поскольку красных карликов так много и они столь стабильны, и поскольку мы не должны автоматически считать себя космически особенными, то факт, что мы не вращаемся вокруг красного карлика, должен быть несколько странным. И все же мы находимся здесь, на орбите не очень распространенного желтого карлика.

Это, согласно работе астронома Дэвида Киппинга из Колумбийского университета, является парадоксом красного неба – следствием парадокса Ферми, который задает вопрос о том, почему мы до сих пор не нашли никаких других форм разумной жизни в огромной Вселенной.

«Решение этого парадокса, — пишет он в своем исследовании, — позволит определить направление будущих экспериментов по дистанционному зондированию жизни и ограничений жизни в космосе».

Звезды-красные карлики являются привлекательной перспективой для поисков внеземной жизни. Они не горят так горячо, как звезды, похожие на Солнце, а это значит, что любые вращающиеся вокруг них экзопланеты должны быть ближе, чтобы достичь пригодной для жизни температуры. В свою очередь, это может облегчить поиск и изучение таких экзопланет, поскольку они вращаются вокруг своих звезд чаще, чем Земля вокруг Солнца.

Действительно, астрономы нашли немало каменистых экзопланет, таких как Земля, Венера и Марс, вращающиеся вокруг звездных красных карликов в такой жизнепригодной зоне. А некоторые даже находятся относительно близко. Это увлекательная вещь, и, конечно, кажется, что звезды-красные карлики должны хотя бы где-нибудь размещать жизнь, вот почему астробиологи и занимаются поиском.

В своей работе Киппинг излагает четыре варианта решения парадокса красного неба.

Решение I: Необычный результат

Первое решение состоит в том, что нам бешено повезло. Если скорость зарождения жизни вокруг обоих типов звезд одинакова, то Земля – выкидыш, и наше появление на орбите Солнца было случайным, одним шансом из сотни.

Это создало бы противоречие с принципом Коперника, утверждающего, что во Вселенной нет привилегированных наблюдателей, и что наше место в ней вполне нормально. Если бы мы были посторонними, то это свидетельствовало бы о том, что наше место не столь уж нормально.

Этот ответ не является невозможным, но и не особенно удовлетворительным. Другие три решения дают ответы, которые не только удовлетворительнее, но и могут быть проверены.

Решение II: Заторможенная жизнь под красным небом

Согласно этому решению Киппинг утверждает, что желтые карлики более пригодны для жизни, чем красные, и, как следствие, вокруг красных карликов жизнь возникает гораздо реже – примерно в 100 раз реже. Есть много теоретических доказательств, подтверждающих эту идею. Например, красные карлики, как правило, буйные, с большим количеством вспышек и не имеющие тенденции к наличию планет типа Юпитера.

«Многие теоретические работы ставят под сомнение правдоподобность существования сложной жизни на M-карликах, выражая беспокойство по поводу приливной блокировки и атмосферного коллапса, увеличения влияния звездной активности, длительных фаз перед главной последовательностью и дефицита потенциально полезных компаньонов размером с Юпитер».

«Исходя из этого, есть хорошие теоретические обоснования в поддержку решения II, хотя мы подчеркиваем, что оно остается непроверенным наблюдательно».

Решение III: Урезанное окно для сложной жизни

Здесь аргумент заключается в том, что жизнь просто не успела появиться вокруг звезд-красных карликов.

Это может показаться нелогичным, но это связано с фазой жизни звезды, предшествующей главной последовательности, прежде чем она начнет плавить водород. В таком состоянии звезда горит все жарче и ярче; для красных карликов этот период длится около миллиарда лет. В это время в любых потенциально пригодных для жизни мирах может возникнуть постоянный парниковый эффект.

Это может означать, что окно для появления сложной биологии на каменистых планетах возле белых и желтых карликах намного больше, чем у красных.

Решение IV: Скудность бледно-красных точек

Наконец, хотя около 16 процентов красных карликов с экзопланетами внесены в список как обладатели каменистых экзопланет в жилой зоне, возможно, эти миры не так распространены, как мы думали. В наших наблюдениях принимают участие самые массивные красные карлики, потому что они более яркие и легкие для изучения; но что делать, если те, о которых мы знаем относительно мало, не имеют каменистых экзопланет в зоне обитания?

Поскольку красные карлики малой массы фактически наиболее многочисленны, это может означать, что каменистые экзопланеты в жилой зоне в 100 раз реже встречаются вокруг красных карликов, чем желтых карликов.

«В этом случае разумная жизнь является редким явлением в космосе и появляется повсеместно между M- и FGK-карликами, но пригодные для жизни миры по меньшей мере на два порядка реже встречаются вокруг M-карликов, чем FGK», – написал Киппинг.

«Два порядка величины — значительная разница, что делает это объяснение особенно интересным. Оно потребует, чтобы подавляющее большинство многих известных планет умеренного климата размером с Землю вокруг M-карликов были каким-то образом неблагополучны для жизни, или чтобы М-карлики позднего типа (с низкой массой) редко размещали возле себя подходящие для жизни миры».

Возможно даже, что ответ кроется в нескольких из этих решений, что позволит эффекту в любой области быть менее выраженным. И, возможно, скоро мы сможем получить подтверждение. Например, по мере усовершенствования наших технологий мы сможем лучше видеть звезды-красные карлики меньшей массы и искать планеты на орбите вокруг них.

Сделав это, если мы найдем каменистые экзопланеты, мы сможем внимательнее рассмотреть их потенциальную жизнеспособность — определить, вращаются ли они в пригодной для жизни зоне и могла ли жизнь там быть заторможена звездными процессами.

«В конце концов, – пишет Киппинг, – решение парадокса красного неба представляет собой центральный интерес для астробиологии и SETI, что повлияет на то, каким звездам посвятить наши ресурсы, а также поставит фундаментальный вопрос о природе и границах жизни в космосе».

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.