Парадокс червоного неба змусить вас поставити під сумнів наше місце у Всесвіті

У великому космічному масштабі наш маленький куточок Всесвіту не такий вже й особливий – ця ідея лежить в основі принципу Коперника. І все ж є один важливий аспект нашої планети, який дійсно незвичайний: наше Сонце — жовтий карлик.

Про це пише видання ScienceAlert, передають OstanniPodii.com

Оскільки наша рідна зірка – та, яку ми знаємо найінтимніше, було б спокусливо припустити, що жовті та білі карлики (FGK-карлики) поширені в інших місцях космосу. Однак вони далеко не найчисленніші зорі в галактиці; пальма першості належить іншому типу зірок – червоним карликам (M-карлики).

Мало того, що червоні карлики складають до 75 відсотків усіх зірок Чумацького Шляху, вони набагато холодніші й живуть довше, ніж такі зорі як Сонце. Набагато, набагато довше живуть.

Ми очікуємо, що наше Сонце проживе близько 10 мільярдів років; а зорі-червоні карлики, як очікується, – трильйони. Фактично так довго, що за всі 13,5 мільярда років, що минули з моменту Великого вибуху, жодна з них ще не досягла кінця свого життя в головній послідовності.

Оскільки червоних карликів так багато й вони настільки стабільні, та оскільки ми не повинні автоматично вважати себе космічно особливими, той факт, що ми не обертаємось навколо червоного карлика, має бути дещо дивним. І все-таки ми знаходимося тут, на орбіті не дуже поширеного жовтого карлика.

Це, згідно з роботою астронома Девіда Кіппінга з Колумбійського університету, є парадоксом червоного неба – наслідком парадоксу Фермі, який ставить питання про те, чому ми досі не знайшли жодних інших форм розумного життя у величезному Всесвіті.

«Розв’язання цього парадоксу, — пише він у своєму дослідженні, — дозволить визначити направлення майбутніх експериментів з дистанційного зондування життя та меж життя у космосі».

Зорі-червоні карлики є привабливою перспективою для пошуків позаземного життя. Вони не горять так гаряче, як зорі, схожі на Сонце, а це означає, що будь-які екзопланети, що обертаються навколо них, повинні бути ближче, щоб досягти придатної для життя температури. Своєю чергою, це може полегшити пошук і вивчення таких екзопланет, оскільки вони обертаються навколо своїх зірок частіше, ніж Земля навколо Сонця.

Справді, астрономи знайшли чимало кам’янистих екзопланет, таких як Земля, Венера та Марс, що обертаються навколо зірок-червоних карликів у такій життєпридатній зоні. А деякі з них навіть знаходяться відносно близько. Це захоплива річ, і звісно здається, що зорі-червоні карлики повинні хоча б де-небудь розміщувати життя, ось чому астробіологи й займаються пошуком.

У своїй роботі Кіппінг викладає чотири варіанти вирішення парадоксу червоного неба.

Вирішення I: Незвичайний результат

Перше вирішення полягає в тому, що нам скажено пощастило. Якщо швидкість зародження життя навколо обох типів зірок однакова, то Земля — викидень, і наша поява на орбіті Сонця була випадковою, одним шансом із сотні.

Це створило б суперечність з принципом Коперника, який стверджує, що у Всесвіті немає привілейованих спостерігачів, і що наше місце в ньому цілком нормальне. Якби ми були сторонніми, то це б свідчило про те, що наше місце не настільки вже й нормальне.

Ця відповідь не є неможливою, але й не є особливо задовільною. Інші три вирішення дають відповіді, які не тільки більше задовільні, але й можуть бути перевірені.

Вирішення II: Загальмоване життя під червоним небом

Відповідно до цього вирішення, Кіппінг стверджує, що жовті карлики більш придатні для життя, ніж червоні, та, як наслідок, навколо червоних карликів життя виникає набагато рідше – приблизно у 100 разів рідше. Є багато теоретичних доказів, що підтверджують цю ідею. Наприклад, червоні карлики, як правило, буйні, з великою кількістю спалахів і не мають тенденції до наявності планет типу Юпітера.

«Багато теоретичних робіт ставлять під сумнів правдоподібність існування складного життя на M-карликах, висловлюючи занепокоєння щодо припливного блокування та атмосферного колапсу, збільшення впливу зоряної активності, довготривалих фаз перед головною послідовністю та дефіциту потенційно корисних компаньйонів розміром з Юпітер», – написав Кіппінг.

«Виходячи з цього, є хороші теоретичні обґрунтування на підтримку вирішення II, хоча ми підкреслюємо, що воно залишається неперевіреним спостережливо».

Вирішення III: Урізане вікно для складного життя

Тут аргумент полягає в тому, що життя просто не встигло з’явитися навколо зірок-червоних карликів.

Це може здатися нелогічним, але це пов’язано з фазою життя зірки, що передує головній послідовності, перш ніж вона почне плавити водень. У такому стані зірка горить все гарячіше та яскравіше; для червоних карликів цей період триває близько мільярда років. Протягом цього часу в будь-яких потенційно придатних для життя світах може виникнути постійний парниковий ефект.

Це може означати, що вікно для появи складної біології на кам’янистих планетах біля білих і жовтих карликів набагато більше, ніж у червоних.

Вирішення IV: Мізерність блідо-червоних точок

Нарешті, хоча близько 16 відсотків червоних карликів з екзопланетами внесені до списку як володарі кам’янистих екзопланет у жилій зоні, можливо, ці світи не так поширені, як ми думали. У наших спостереженнях беруть участь наймасивніші червоні карлики, тому що вони найяскравіші та найлегші для вивчення; але що робити, якщо ті, про які ми знаємо відносно мало, не мають кам’янистих екзопланет в жилій зоні?

Оскільки червоні карлики малої маси фактично найбільш численні, це може означати, що кам’янисті екзопланети в жилій зоні у 100 разів рідше зустрічаються навколо червоних карликів, ніж навколо жовтих карликів.

«У цьому випадку розумне життя є рідкісним явищем у космосі та з’являється повсюдно між M- і FGK-карликами, але придатні для життя світи щонайменше на два порядки рідше зустрічаються навколо M-карликів, ніж FGK», – написав Кіппінг.

«Два порядки величини є значною різницею, що робить це пояснення особливо цікавим. Воно вимагатиме, щоб переважна більшість багатьох відомих планет помірного клімату розміром із Землю навколо M-карликів були якимсь чином негостинними для життя, або щоб М-карлики пізнього типу (з низькою масою) рідко розміщували біля себе придатні для життя світи».

Можливо навіть, що відповідь криється в кількох із цих вирішень, що дозволить ефекту в будь-якій одній області бути менш вираженим. І, можливо, незабаром ми зможемо отримати підтвердження. Наприклад, у міру вдосконалення наших технологій ми зможемо краще бачити зорі-червоні карлики меншої маси та шукати планети на орбіті навколо них.

Зробивши це, якщо ми знайдемо кам’янисті екзопланети, ми зможемо уважніше розглянути їх потенційну життєпридатність — визначити, чи обертаються вони в зоні, придатній для життя, і чи могло життя там бути загальмоване зоряними процесами.

«Зрештою, — пише Кіппінг, — вирішення парадоксу червоного неба являє собою центральний інтерес для астробіології та SETI, що вплине на те, яким зорям присвятити наші ресурси, а також поставить фундаментальне питання про природу та межі життя в космосі».

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.