Warunki, które umożliwiają życie, są wyjątkowo rzadkie. Jednak naukowcy odkrywają, że dzisiejszy wszechświat jest o wiele bardziej przyjazny dla życia niż wtedy, gdy mikroorganizmy po raz pierwszy pojawiły się na Ziemi - co czyni naszą egzystencję jeszcze bardziej niezwykłą. Co więcej, w przyszłości będzie jeszcze bardziej nadawał się do zamieszkania.
powiązana zawartość
- Małe światło w poszukiwaniu ciemnej materii
- Czy znalibyśmy życie kosmitów, gdybyśmy je widzieli?
„Wszechświat przyszłości będzie znacznie lepszym miejscem dla planet” - mówi Pratika Dayal, badaczka z Kapteyn Astronomical Institute na Uniwersytecie w Groningen w Holandii, który bada ewolucję wczesnych galaktyk.
Gdy formacja gwiazd się zmniejsza, niebezpieczne poziomy promieniowania wytwarzane przez umierające gwiazdy spadają, tworząc środowisko do 20 razy bardziej nadające się do zamieszkania niż Ziemia, kiedy życie ewoluowało po raz pierwszy. Jednocześnie sama liczba drobnych, słabych gwiazd - z których każda mogłaby potencjalnie wspierać planety promujące życie - zwiększa prawdopodobieństwo ewolucji życia w przyszłości. Fakty te sprawiają, że obecni mieszkańcy Ziemi są „przedwczesni” w życiu Układu Słonecznego, wynika z badań opublikowanych dzisiaj w Internecie w Journal of Cosmology and Astroparticle Physics .
Avi Loeb, główny autor nowego badania i badacz z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, skupił się na małych, słabych gwiazdach zwanych czerwonymi karłami (nasze słońce jest żółtym karłem). Długie czasy życia i prosta wszechobecność tych gwiazd, które stanowią około trzech czwartych gwiazd Drogi Mlecznej, czynią je najbardziej prawdopodobnymi kandydatami do życia. Zakładając, że życie wokół czerwonych karłów jest możliwe, Loeb i jego koledzy odkryli, że istnieje tysiąc razy większe prawdopodobieństwo, że pojawią się w odległej przyszłości niż obecnie.
„To zaskakujące” - mówi Loeb, którego badania koncentrowały się na życiu podobnym do naszego. „Oznacza to, że życie wokół Słońca jest prawdopodobnie trochę za wcześnie”.
Nadal jednak kwestią dyskusyjną jest to, czy czerwone karły rzeczywiście mogą podtrzymywać życie. Na początku swojego życia gwiazdy te są niezwykle aktywne, a części pobliskich planet, na których ciekła woda może pozostać na powierzchni, leżą bardzo blisko gwiazdy. To naraża planety na ciągły ogień z rozbłysków i promieniowania. Naukowcy nadal debatują, czy życie poradzi sobie z tymi ekstremami, choć Loeb twierdzi, że odpowiedź może przyjść w ciągu kilku następnych dziesięcioleci przy pomocy instrumentów, takich jak nadchodzący Transiting Exoplanet Survey Satellite i James Webb Space Telescope.
„Jeśli okaże się, że gwiazdy o niskiej masie są w stanie utrzymać życie, jesteśmy wyjątkowi, ponieważ jesteśmy jedną z wczesnych form życia” - mówi Loeb. Jeśli jednak wokół ciemnych gwiazd nie ma żadnych oznak życia, równanie się zmienia, a mieszkańcy Ziemi są zgodni z harmonogramem. „Jeśli weźmiesz pod uwagę minimalną masę gwiazdy, która pozwala, by życie wyłoniło się jako słońce, najprawdopodobniej istniejemy dzisiaj”, dodaje Loeb.
Nowe badanie przyczynia się do wzrostu liczby badań, które wskazują, że wraz z upływem czasu wzrosła wszechświat. W oddzielnych badaniach Dayal i jej koledzy porównali wszystkich głównych producentów promieniowania, które mogą uszkodzić powstające formy życia. Potwierdzili, że supernowe dominują w produkcji promieniowania, podczas gdy aktywne młode galaktyki i potężne rozbłyski gamma odgrywają niewielką rolę. Spośród różnych rodzajów supernowych typ II odgrywa główną rolę, gdy pojedyncze gwiazdy eksplodują w wyniku gwałtownej śmierci. Supernowe typu Ia, które obejmują umierającą gwiazdę białego karła, ponownie zapaloną przez jej towarzysza, również znacząco przyczyniają się do niszczenia promieniowania.
„Zasadniczo jest to gra liczbowa” - mówi Dayal, który prowadził badania nad promieniowaniem i którego artykuł jest recenzowany przez Astrophysical Journal . „Pod względem liczby tworzących się gwiazd wygrywają supernowe”.
Dayal i jej koledzy przeprowadzili symulację wszechświata przez 13, 8 miliarda lat swojego życia, aby sprawdzić, w jaki sposób różne obiekty astronomiczne przyczyniły się do niszczenia promieniowania, i odkryli, że niebezpieczeństwo promieniowania odpowiada formowaniu się gwiazd. Na początku wszechświat tętnił narodzinami gwiazd. Ale tempo produkcji spadło, ponieważ większość gazu i pyłu została uwięziona w już żywych gwiazdach. Gdy wszechświat osiągnął około 3, 5 lub 4 miliardy lat, przedarł się przez większość niewykorzystanego materiału.
Nie oznacza to oczywiście, że nie tworzy już więcej gwiazd - tylko to, że nie produkują ich tak szybko. Ale spowolnienie formowania się gwiazd i wynikające z nich gwiezdne śmierci oznaczają dobrą wiadomość dla światów, które chcą ewoluować życie: Dzięki zmniejszonemu promieniowaniu wszechświat jest dziś nawet 20 razy bardziej zamieszkały niż wtedy, gdy formowała się Ziemia.
Ale potencjalne kolebiące życie światy niekoniecznie są jeszcze bezpieczne przed promieniowaniem. Paul Mason, astronom z Uniwersytetu Stanowego Nowego Meksyku, który bada, jak zmienia się siedlisko w galaktykach, mówi, że takie wydarzenia jak fuzje galaktyk mogą przyspieszyć formowanie się gwiazd przez cały okres istnienia wszechświata. Fuzje mogą tworzyć kieszenie nowych narodzin gwiazd w całym wszechświecie, potencjalnie zwiększając ilość promieniowania dla pobliskich planet. Jednak Dayal mówi, że fuzje występowały częściej we wczesnym wieku wszechświata niż na jego późniejszych etapach.
Symulacje Dayala koncentrują się na „przeciętnym” wszechświecie, w którym materia i ciała niebieskie były równomiernie rozmieszczone. Bardziej złożona, realistyczna symulacja wymagałaby znacznie więcej czasu i zasobów obliczeniowych. Jednak istniejące symulacje skupiające się na tym, jak galaktyki uderzają w siebie, nie są w stanie rozwiązać pojedynczych gwiazd, co utrudnia oszacowanie, w jaki sposób zderzenia wpływają na całkowite promieniowanie wszechświata. Jej badania stanowiły pierwszy krok do potwierdzenia tego, co wielu naukowców przyjęło za konwencjonalną wiedzę: te supernowe zapewniają masę szkodliwego promieniowania.
Loeb nie jest tak pewien, czy wysoki poziom promieniowania z supernowych jest tak samo szkodliwy, jak większość naukowców uważa je za takie. „Osobiście podchodzę do tego, że bardzo trudno jest wyeliminować życie na planecie” - mówi Loeb, wskazując na różnorodność ekstremalnych środowisk na Ziemi zdolnych do utrzymania żywych organizmów.
Razem badania Loeba i Dayala sugerują, że polowanie na życie poprawi się tylko w przyszłości. Jednak przyszłość ta może być znacznie dalej niż większość astronomów ma nadzieję. W końcu Ziemia potrzebowała od pół miliona do miliarda lat, aby życie ewoluowało, a kolejne 3 miliardy, aby powstała technologia. „W pewnym sensie jest to dobre dla astrobiologów, ale to już 5 miliardów lat” - mówi Mason.
