1. SPIDER'S WEB
  2. Nauka
  3. Kosmos

Paradoks czerwonego nieba: dlaczego wciąż nie odkryliśmy innych cywilizacji

Wychodząc od zasady skromności, zdefiniowanej przez prof. Avi Loeba z Harvardu, powinniśmy założyć, że ani Słońce, ani Ziemia, ani życie na jej powierzchni nie są niczym wyjątkowym. Powstaje zatem pytanie, skoro nie jesteśmy tacy wyjątkowi, to gdzie są inni tacy jak my, których w bezkresnym wszechświecie powinno być co najmniej tyle, co w Star Treku.

trappist-1 czerwony karzel

Astronomowie zauważają, że diabeł tkwi w szczegółach. Z jednej strony żyjemy na powierzchni planety krążącej wokół zwykłej gwiazdy w galaktyce składającej się z kilkuset miliardów gwiazd. Nie trzeba tutaj dodawać, że takich galaktyk także we wszechświecie jest kilkaset miliardów, jeżeli nie więcej.

Warto jednak przyjrzeć się tym gwiazdom w naszej galaktyce. Nasze Słońce jest tzw. żółtym karłem. Gdy jednak przyjrzymy się populacjom gwiazd w naszej galaktyce okazuje się, że tych żółtych karłów nie jest znowu tak wiele. Aż siedemdziesiąt pięć procent wszystkich gwiazd to tzw. czerwone karły: gwiazdy znacznie mniejsze od Słońca, świecące znacznie słabiej od niego i charakteryzujące się zupełnie innym wiekiem względnym.

O co chodzi z tym wiekiem?

Co do zasady, im większe gwiazdy, tym krócej żyją. W przypadku największych obserwowanych gwiazd możemy mówić o gwiazdach, które od powstania do eksplozji pod koniec życia przeżywają zaledwie marne 50 milionów lat. To mniej niż dzieli nas od wyginięcia dinozaurów. Gwiazdy średnich rozmiarów - takie jak Słońce - mogą liczyć na 9-12 miliardów lat spokojnego życia. Nasze Słońce ma już 4,5 miliarda lat, a wciąż jeszcze nie dotarło do połowy długości swojego życia. I tu dochodzimy do czerwonych karłów. Gwiazdy tego typu bardzo wolno przepalają swoje paliwom, przez co naukowcy spodziewają się, że mogą one żyć przez biliony lat. To nie pomyłka (jeżeli jeszcze nie pobiegliście do sekcji komentarzy, aby mnie poprawić). Chodzi o biliony, czyli tysiące miliardów.

Problem jednak w tym, że wszechświat ma zaledwie niecałe 14 miliardów lat, a więc wszystkie obecnie istniejące czerwone karły wciąż znajdują się na samym początku swojego życia. To wciąż gwiezdne noworodki.

Nie jesteśmy znowu tacy przeciętni.

życie na proximie b

Biorąc zatem pod uwagę wszystko, co powyżej, jeżeli faktycznie jesteśmy tacy okrutnie przeciętni we wszechświecie, to powinniśmy mieszkać na planecie, na której niebo jest czerwone. Krążylibyśmy wokół czerwonego karła, najczęściej występującej gwiazdy we wszechświecie. Tymczasem jakimś cudem krążymy wokół znacznie mniej popularnej gwiazdy.

Paradoks czerwonego nieba: na czym polega?

David Kipping, astronom z Uniwersytetu Columbia w Nowym Jorku nazywa to paradoksem czerwonego nieba. Badacz przekonuje, że rozwiązanie tego paradoksu pozwoli nam lepiej wybierać obiekty w przestrzeni kosmicznej podczas poszukiwania życia.

Jak dotąd naukowcy odkryli już całkiem sporo planet skalistych krążących wokół czerwonych karłów. Takie planety są wyjątkowo wdzięcznymi obiektami obserwacji i to z kilku powodów.

Czerwone karły są małe i świecą stosunkowo słabo. Gdybyśmy zatem poszukiwali planet sprzyjających powstaniu życia takiego jak nasze, to musimy szukać planet, które znajdują się stosunkowo blisko gwiazdy, bo tylko tam jest odpowiednio ciepło, aby na powierzchni planety istniała woda w stanie ciekłym. Planeta krążąca blisko gwiazdy okrąża ją nie w ciągu 365 dni jak Ziemia, a w ciągu kilku dni czy nawet kilkunastu godzin. Dzięki temu astronomowie mogą obserwować jak takie planety wielokrotnie przechodzą na tle tarczy swojej gwiazdy, a to akurat doskonała okazja do badań.

Problem jednak w tym, że planeta krążąca blisko gwiazdy, dużo bardziej wystawiona jest na koronalne wyrzuty masy czy rozbłyski na powierzchni gwiazdy. Ziemia znajduje się 150 mln km od Słońca, a samo Słońce do szczególnie aktywnych gwiazd nie należy. Kiedy jednak znajdziemy planetę skalistą krążącą w odległości 2-5 mln km od gwiazdy, która na dodatek jest dużo bardziej aktywna od Słońca, to mamy problem (a właściwie żyjąca na powierzchni planety cywilizacja ma problem). Silny rozbłysk czerwonego karła może zdmuchnąć całą atmosferę z planety, a jeżeli nie, to przynajmniej zalać ją strumieniem szkodliwego promieniowania, które wysterylizuje planetę z jakiegokolwiek życia.

No to co z tym życiem w kosmosie?

proxima centauri proxima b
Wyobraźcie sobie ludzi stojących na powierzchni Proximy b i widzących zmierzający w ich stronę rozbłysk.

Potencjalnych rozwiązań paradoksu jest kilka. Jeżeli życie powstaje wokół czerwonych i żółtych karłów tak samo często, to faktycznie mieliśmy wyjątkowe szczęście, że akurat nam trafiło się życie w pobliżu żółtego karła, choć szansa na to jest stokrotnie mniejsza od pojawienia się w pobliżu czerwonego karła.

Możliwe jednak, że życie występuje znacznie rzadziej w otoczeniu czerwonych karłów niż w otoczeniu żółtych karłów. Astronomowie zauważają, że czerwone karły są dużo bardziej burzliwe i nieprzewidywalne niż dojrzałe żółte karły. Okrążające je planety są przez to wystawiane na silne rozbłyski i koronalne wyrzuty masy. Co więcej, warto tutaj zwrócić uwagę na fakt, że planety krążące blisko swoich gwiazd zazwyczaj stale są zwrócone tą samą stroną do gwiazdy, przez co jedna strona jest stale nagrzana, a druga znajduje się w strefie ciemności.

Warto tutaj także zwrócić uwagę na fakt, że młode czerwone karły przez pierwszy miliard lat swojego życia nie produkują paliwa w miarę stabilnie w procesie fuzji wodoru w hel. Przez cały miliard lat emitowane przez nie promieniowanie może usuwać z krążących wokół nich planet jakiekolwiek zalążki atmosfery.

Według Kippinga istnieje jeszcze jedna opcja. Jak na razie większość planet odkrytych wokół czerwonych karłów, to planety krążące wokół największych i najjaśniejszych czerwonych karłów. O mniejszych i ciemniejszych, ze względu na trudności obserwacyjne, wiemy znacznie mniej. Możliwe zatem, że wokół nich planety skaliste w ekosferze występują znacznie rzadziej. W ten sposób mogłoby się okazać, że planety wokół czerwonych karłów powstają setki razy rzadziej niż wokół żółtych karłów. Z jednej strony mogłoby to tłumaczyć nasze położenie, a z drugiej brak jakichkolwiek sygnałów od życia mieszkającego na planetach krążących wokół innych gwiazd.

Wciąż jednak można mieć nadzieję na przewrót w tej sprawie. Jakby nie patrzeć, postęp w astronomii trwa w najlepsze. Coraz lepsze instrumenty będą w stanie coraz dokładniej poszukiwać planet wokół coraz mniejszych i ciemniejszych gwiazd. Co więcej, będziemy w stanie dokładniej badać atmosfery egzoplanet już odkrytych. Dopiero co w przestrzeń kosmiczną poleciał Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Za kilka lat uruchomiony zostanie Ekstremalnie Duży Teleskop w Chile. Te i wiele innych planowanych instrumentów pozwolą nam skuteczniej poszukiwać życia w przestrzeni kosmicznej. Im dłużej postęp będzie trwał, tym trudniej innym cywilizacjom będzie ukryć się przed naszym wścibskim okiem i w końcu ich dostrzeżemy. No, chyba że jednak nikogo tam nie ma.