|
У красных карликов вряд ли существуют инопланетяне
|
|
|
|
Принцип Коперника, названный в честь Николая Коперника (предложившего гелиоцентрическую модель Вселенной), гласит, что Земля и люди не занимают особого или привилегированного места во Вселенной. В космологических терминах это, по сути, означает, что Земля соответствует норме, и жизнь, вероятно, существует во всем космосе. Хотя наши усилия по поиску внеземной жизни в области исследований, известной как астробиология, пока не дали никаких результатов, эти усилия были ограничены по масштабу. В результате ученые вынуждены строить предположения, основываясь на единственной планете, которая, как известно, поддерживает жизнь, — Земле.
|
|
|
|
Благодаря огромному количеству открытий экзопланет, было обнаружено множество скалистых планет, вращающихся в пределах обитаемых зон красных карликов. На протяжении десятилетий велись споры о том, могут ли эти системы быть наилучшим способом поиска свидетельств жизни за пределами Земли. В недавнем исследовании профессор Дэвид Киппинг рассматривает два ключевых факта, которые могут означать, что человечество находится в стороне. Основываясь на возрасте Вселенной и относительно редкой природе нашего солнца, он приходит к выводу, что астробиологи, изучающие планеты-красные карлики, возможно, ищут не в том месте. Статья опубликована на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
Профессор Киппинг - доцент астрономии Колумбийского университета, бывший научный сотрудник Карла Сагана и Идины Мензел в Гарварде и руководитель лаборатории Cool Worlds в Колумбийском университете. Эта группа занимается исследованием внесолнечных планетных систем с акцентом на потенциально обитаемые (или "холодные") планеты и разработкой новых методологий и приемов для выявления признаков потенциальной технологической активности (также известных как техносигнатуры).
|
|
|
|
|
|
|
Как отмечает Киппинг, идея о том, что Земля является "обыденной" и типичным примером планет во Вселенной, глубоко укоренилась в общественном сознании. Это можно объяснить влиянием Карла Сагана и космологов, начиная с Константина Циолковского (1857-1935), чьи труды о космических полетах и возможности существования внеземных цивилизаций оказали значительное влияние на ученых и инженеров в 20 веке. Но, как Киппинг сообщил Universe Today по электронной почте, корни уходят глубже:
|
|
|
|
У этого долгая история, восходящая к Коперниканской революции. Исторически теология часто придавала человечеству (и, соответственно, Земле) первостепенное значение, но современная наука последовательно принижала наше привилегированное положение, например, осознавая, что Земля вращается вокруг Солнца, солнце - одна из миллиардов звезд в нашей галактике, и наша галактика тоже одна из миллиардов. Таким образом, существует тенденция считать, что все в нас типично, поскольку это, по-видимому, было повторяющейся темой астрономии на протяжении последних четырех столетий.
|
|
|
|
Сделав Землю центром Вселенной, Коперник произвел революцию в астрономии и в том, как люди воспринимают свое место во Вселенной. Карл Саган подчеркнул это достижение в своей основополагающей статье "Солипсистский подход к внеземному разуму", написанной в ответ на гипотезу Харта и Типлера о том, что инопланетян не существует. "Одним из отличительных признаков и триумфов научного прогресса стала депровинциализация нашего мировоззрения", - писал он, ссылаясь на многочисленные научные революции, которые показали, что ни человечество, ни Земля не являются уникальными или исключительными во Вселенной.
|
|
|
|
Говоря об отсутствии доказательств существования внеземной жизни, Саган, как известно, ответил: "Но отсутствие доказательств не является доказательством отсутствия жизни на земле". Это мнение лежит в основе исследований в области астробиологии и всех усилий по поиску внеземного разума (SETI) на протяжении последних шестидесяти лет. Однако есть два существенных момента, которые ставят под сомнение эту точку зрения, как подчеркнул Киппинг в своем последнем исследовании. Как он объяснил:
|
|
|
|
"В моей статье рассматриваются две загадки, которые, несомненно, необычны. Около 80% звезд - это М-карлики, звезды, которые, по-видимому, часто содержат каменистые планеты в своих обитаемых зонах, но мы не живем вокруг одной из них, что я назвал парадоксом Красного неба в предыдущей статье. Во-вторых, звездный период Вселенной продлится до 10 000 млрд. лет, однако мы живем в первые 0,1% этого периода, когда возраст Вселенной составляет всего 13,8 млрд. лет.
|
|
|
|
"Для тех, кто с оптимизмом верит в существование внеземного разума (ETI) и в то, что человечество когда-нибудь сможет установить с ним контакт, нет недостатка в благоприятных аргументах. Начнем с того, что в Млечном Пути находится от 100 до 200 миллиардов звезд (хотя, по некоторым оценкам, это число выше), что означает бесконечные возможности для возникновения жизни. Во-вторых, существует возраст самой Вселенной (13,8 миллиарда лет), что делает нашу солнечную систему относительно новой в космосе, поскольку она сформировалась примерно 4,6 миллиарда лет назад. Учитывая эти два неоспоримых факта, статистическая вероятность существования высокоразвитой жизни в нашей галактике очень высока".
|
|
|
|
Однако Киппинг отмечает, что у этих двух точек зрения есть свои недостатки и что современная астрономия располагает более подробной информацией об астрономических объектах, что приводит к смещению стрелки в противоположном направлении.
|
|
|
|
"Да, солнце - одна из миллиардов звезд, но некоторые свойства явно делают его необычным среди этой выборки", - сказал он. "Например, звезды типа G-карликов составляют всего несколько процентов от общей популяции, и даже среди них Солнце выглядит несколько странно, поскольку представляет собой довольно тихую одиночную звездную систему, сопровождаемую двумя планетами размером с Юпитер (только около 10% аналогов Солнца имеют Юпитеры)".
|
|
|
|
Присутствие Юпитера и других планет-гигантов во внешней части Солнечной системы многие ученые считают необходимым условием для существования жизни. Благодаря их гравитационному притяжению объекты, направляющиеся во внутреннюю часть Солнечной системы, часто захватываются этими гигантами и даже сталкиваются с ними, что продемонстрировала комета Шумейкера–Леви 9, которая столкнулась с Юпитером в 1994 году (что стало первым прямым наблюдением столкновения объектов Солнечной системы. Затем следует рассмотреть временную шкалу развития Вселенной и относительно позднее появление Солнечной системы на вечеринке.
|
|
|
|
Хотя почти наверняка условия и строительные блоки для жизни существовали за миллиарды лет до того, как жизнь появилась на Земле (около 4 миллиардов лет назад), пройдут триллионы лет, прежде чем все звезды во Вселенной исчерпают свое топливо и вымрут. В то время как звезды, подобные нашему солнцу, умрут раньше, ожидается, что красные карлики будут оставаться в фазе главной последовательности до десяти триллионов лет. Учитывая столь длительный временной промежуток, "звездный период", о котором упоминал Киппинг, человечество на самом деле может начать праздновать раньше срока — такую возможность ранее рассматривал профессор Гарварда Ави Леб.
|
|
|
|
Увы, вопрос о том, могут ли скалистые планеты, вращающиеся вокруг красных карликов М-типа, поддерживать жизнь, остается открытым. В то время как некоторые исследования показали, что планеты земной группы, закрытые приливами, могут получать достаточно тепла на своей обращенной к солнцу стороне для поддержания жидкой воды и условий, благоприятных для жизни, другие исследования показали, что природа звезд М-типа неблагоприятна для обитаемости. Это включает в себя их нестабильную природу (по сравнению со звездами, подобными солнцу), их склонность к образованию массивных солнечных пятен и склонность к вспышечной активности.
|
|
|
|
Это включает в себя "сверхвспышки", которые высвобождают достаточно электромагнитной энергии, чтобы разрушить атмосферу планеты, хотя наблюдения показали, что эти события в основном происходят на полюсах. Чтобы оценить вероятность того, что звезды М-типа являются подходящим местом для сосредоточения усилий астробиологов (и возможность того, что Земля может быть исключением из этого списка), Киппинг провел байесовский статистический анализ двух поднятых им вопросов: редкости звезд G-типа и "звездного периода" Вселенной.
|
|
|
|
Как он объяснил, его анализ показал, что существование человечества нельзя объяснить "удачей или случайным стечением обстоятельств".
|
|
|
|
"Моя статья считает, что шансы на то, что это так, составляют 1600 к 1. В науке мы обычно говорим, что все, что превышает 10:1, является убедительным доказательством, а 100:1 - "решающим", так что 1600:1 - это действительно огромные шансы, на которые сторонник удачи может рассчитывать с комфортом. Я рассматриваю два возможных решения. Одна из них заключается в том, что планеты имеют ограниченное время существования для появления таких наблюдателей, как мы, а вторая заключается в том, что звезды с массой ниже определенной не производят наблюдателей. Вторая версия гораздо лучше объясняет полученные данные, и ее соотношение составляет примерно 30:1. В результате получается, что звезды с массой менее 0,34 Солнечных не вызывают у наблюдателей 95-процентной уверенности, что составляет около 2/3 всех звезд во Вселенной".
|
|
|
|
Это может стать плохой новостью для тех, кто надеется увидеть множество скалистых планет, вращающихся вокруг звезд, близких к красным карликам. В радиусе 50 световых лет от Земли есть 30 систем, в которых были обнаружены скалистые экзопланеты. Из них 28 находятся в системах красных карликов, включая ближайшую каменистую экзопланету за пределами нашей Солнечной системы (Проксима b), расположенную примерно в 4,25 световых годах от нас. В то время как проект Breakthrough Starshot, похоже, застопорился на этапе исследований и разработок, предпринимаются другие усилия по созданию светового корабля, который мог бы долететь до Проксимы Центавра в течение жизни человека — например, концепция "Роящейся Проксимы Центавра".
|
|
|
|
Тем не менее, эти результаты не отвергают возможности существования жизни на планетах, вращающихся вокруг звезд М-типа, но они подвергают эту перспективу сомнению со здоровой долей скептицизма. В то же время Киппинг подчеркивает, что усилия астробиологов должны быть направлены на продолжение поиска аналогов Земли, которые вращаются вокруг звезд, похожих на Солнце. Эти усилия будут значительно активизированы, как только предполагаемая обсерватория обитаемых миров (HWO) отправится в космос, что, как ожидается, произойдет к середине 2040-х годов.
|
|
|
|
Как резюмировал Киппинг, "У нас есть веские причины скептически относиться к тому, что звезды с низкой массой питают сложную жизнь, например, из-за их интенсивных вспышек. Но это все еще в основном предположения. Моя статья не содержит никаких подобных рассуждений о механизме; это чисто анализ нашего существования и популяции/эволюции звезд. Так что обнадеживает тот факт, что тот же результат вытекает из совершенно других аргументов, и в совокупности, я думаю, это вызывает серьезные сомнения в том, что SETI слишком пристально изучает М-карликов. Я, конечно, не стал бы предлагать им отказаться от изучения M-карликов, но я бы посоветовал в будущих программах уделять особое внимание G-карликам (как это сделает HWO)".
|
|
|
|
Источник
|
