Elämän mahdollistavat olosuhteet ovat poikkeuksellisen harvinaiset. Tutkijat ovat kuitenkin havainneet, että nykypäivän maailmankaikkeus on paljon elämällisempää kuin se oli silloin, kun mikrobit syntyivät ensimmäistä kertaa maan päälle - tosiasia, joka tekee olemassaolostamme entistäkin huomattavamman. Lisäksi se kasvaa tulevaisuudessa vain entistä asuttavammaksi.
Asiaan liittyvä sisältö
- Pieni valo etsiessään pimeää asiaa
- Tietisimmekö vieraiden elämää, jos sahaisimme sen?
"Tulevaisuuden maailmankaikkeus on paljon parempi paikka planeetoille", sanoo Pratika Dayal, Alankomaissa sijaitsevan Groningenin yliopiston Kapteyn-tähtitieteellisen instituutin tutkija, joka tutkii varhaisten galaksien kehitystä.
Tähtien muodostumisen tuulen myötä kuolleiden tähtien aiheuttama vaarallinen säteilytaso putoaa, luomalla jopa 20 kertaa ympäristöä, joka on asuttavampi kuin Maa, kun elämä ensin kehittyi. Samanaikaisesti pieni määrä himmeitä tähtiä - joista kukin voisi mahdollisesti tukea elämää edistäviä planeettoja - lisää todennäköisyyttä, että elämä voi kehittyä tulevaisuudessa. Nämä tosiasiat tekevät maapallon nykyisistä asukkaista ”ennenaikaisia” aurinkokunnan elämässä, selviää tänään verkossa julkaisussa Journal of Cosmology and Astroparticle Physics .
Avi Loeb, uuden tutkimuksen pääkirjailija ja Harvard-Smithsonianin astrofysiikan keskuksen tutkija, keskittyi pieniin, himmeisiin tähtiin, joita kutsutaan punaisiksi kääpiöiksi (aurinko on keltainen kääpiö). Näiden tähdet, jotka muodostavat noin kolme neljäsosaa Linnunradan tähdistä, ovat pitkät eliniänsä ja yksinkertainen läsnäolo, jotka tekevät niistä todennäköisimpiä ehdokkaita elämän järjestämiseen. Jos oletetaan, että elämä on mahdollista punaisten kääpiöiden ympärillä, Loeb ja hänen kollegansa pitivät sen syntyvän kaukaisessa tulevaisuudessa tuhat kertaa todennäköisemmin kuin nykyään.
"Se on yllättävää", sanoo Loeb, jonka tutkimus keskittyi elämäämme, joka muistutti omaamme. "Se tarkoittaa, että elämä auringon ympärillä on todennäköisesti vähän aikaista."
Vielä on kuitenkin keskustelunaihe siitä, voivatko punaiset kääpiöt todella tukea elämää. Varhaisen elämänsä aikana nämä tähdet ovat uskomattoman aktiivisia, ja lähellä olevien planeettojen osat, joissa nestemäinen vesi voi jäädä pintaan, sijaitsevat hyvin lähellä tähtiä. Tämä asettaa planeetat jatkuvaan tulipaloon soihdosten ja säteilyn vaikutuksesta. Tutkijat jatkavat keskustelua siitä, pystyykö elämä selviytymään näistä ääripäistä, vaikkakin Loebin mukaan vastaus voi tulla muutaman seuraavan vuosikymmenen aikana muun muassa tulevan Exit Planet Survey -satelliitin ja James Webbin avaruusteleskoopin avulla.
"Jos käy ilmi, että pienmassatähteet pystyvät tukemaan elämää, olemme erityisiä, koska olemme yksi varhaisista elämänmuodoista", Loeb sanoo. Jos himmeiden tähtien ympärillä ei kuitenkaan ole merkkejä elämästä, yhtälö muuttuu ja Maan asukkaat ovat oikeassa aikataulussa. "Jos katsot, että tähden vähimmäismassa, jonka avulla elämä voi syntyä, on aurinko, niin meillä on todennäköisimmin tänään", Loeb lisää.
Uusi tutkimus myötävaikuttaa kasvavaan tutkimuskokonaisuuteen, jonka mukaan maailmankaikkeuden asettavuus on parantunut ajan myötä. Dayal ja hänen kollegansa vertasivat erillisessä tutkimuksessa kaikkia tärkeimpiä säteilyn tuottajia, jotka voivat vahingoittaa syntyviä elämänmuotoja. He vahvistivat, että supernoovat hallitsevat säteilytuotantoa, kun taas aktiivisilla nuorilla galakseilla ja voimakkailla gammasätepurskeilla on merkityksetön merkitys. Eri tyyppisistä supernovista tyypillä II on pääosa, kun yksittäiset tähdet räjähtävät väkivaltaisissa kuolemantapauksissa. Tyypin Ia supernoovat, joihin liittyy kuoleva valkoinen kääpiötähti, jonka seuralainen hallitsee, antavat myös merkittävän panoksen vahingollisen säteilyn syntyyn.
"Se on pohjimmiltaan numeropeli", sanoo Dayal, joka johti säteilytutkimusta ja jonka artikkelia on tarkistettava Astrophysical Journal -lehdessä . "Muodostavien tähtien lukumäärän suhteen voittavat supernovat."
Dayal ja hänen kollegansa simuloivat maailmankaikkeutta sen 13, 8 miljardin vuoden elinaikanaan seuratakseen kuinka erilaiset tähtitieteelliset esineet vaikuttivat vahingoittavan säteilyä, ja havaitsivat, että säteilyvaara vastasi tähtiä. Varhain maailmankaikkeus vilkasti tähtien syntymää. Mutta tuotantosuhteet hidastuivat, koska suurin osa kaasusta ja pölystä juuttui jo eläviin tähtiin. Kun maailmankaikkeus saavutti noin 3, 5 tai 4 miljardia vuotta, se oli räjäyttänyt suurimman osan käyttämättömästä materiaalistaan.
Se ei tarkoita, että se ei tee enää tähtiä, tietenkin - vain, että he eivät tuota niitä yhtä nopeasti. Tähtien muodostumisen hidastuminen ja siitä johtuvat tähtikuolemat tarkoittavat kuitenkin hyviä uutisia elämille kehittyville maailmoille: Vähentyneen säteilyn ansiosta nykypäivän maailmankaikkeus on jopa 20 kertaa asuttavampaa kuin se oli, kun maa muodostui.
Mutta potentiaaliset elämää kehtivät maailmat eivät ole vielä välttämättä turvassa säteilyltä. New Mexico State Universityn tähtitiede Paul Mason, joka tutkii, kuinka elinkelpoisuus muuttuu galakseissa, sanoo, että galaksien sulautumisen kaltaiset tapahtumat voivat aloittaa tähtiä koko maailmankaikkeuden elinaikana. Sulautumiset voisivat luoda taskuihin uusia tähtien syntymiä koko maailmankaikkeudessa, mikä saattaa lisätä säteilyn määrää läheisille planeetoille. Dayal sanoo kuitenkin, että sulautumiset olivat yleisempiä maailmankaikkeuden varhaisessa iässä kuin sen myöhemmissä vaiheissa.
Dayalin simulaatiot keskittyvät ”keskimääräiseen” maailmankaikkeuteen, jossa aine ja taivaankappaleet jakautuivat tasaisesti. Monimutkaisempi, realistinen simulointi vaatisi huomattavasti enemmän laskenta-aikaa ja resursseja. Mutta nykyiset simulaatiot, jotka keskittyvät siihen, kuinka galaksit sulautuvat toisiinsa, eivät voi ratkaista yksittäisiä tähtiä, mikä tekee vaikeaksi arvioida, kuinka törmäykset vaikuttavat maailmankaikkeuden kokonaissäteilyyn. Hänen tutkimuksensa antoi ensimmäisen askeleen vahvistaaksemme sen, mitä monet tutkijat pitivät tavanomaisena tietona: että supernoovat tarjoavat suurimman osan haitallisesta säteilystä.
Loeb ei ole aivan yhtä varma, että supernoovien korkea säteilytaso on aivan yhtä vahingollista kuin useimmat tutkijat pitävät niitä. "Henkilökohtaisesti otan vastaan tämän, että planeetan elämää on erittäin vaikea hävittää", Loeb sanoo, osoittaen maapallon äärimmäisten ympäristöjen kykyä ylläpitää eläviä organismeja.
Yhdessä Loebin ja Dayalin tutkimus viittaa siihen, että elämän metsästys paranee vain tulevaisuudessa. Tulevaisuus voi kuitenkin olla huomattavasti kauempana kuin useimmat tähtitieteilijät toivovat. Loppujen lopuksi maapallolla kesti puolella miljoonasta miljardiin vuoteen, kunnes elämä kehittyi, ja muut 3 miljardia tekniikan syntymiseen. "Jotkin mielestä se on hyvä astrobiologeille, mutta se on siis 5 miljardia vuotta", Mason sanoo.
