Nova studija američkog astronoma Davida Kippinga otvara neugodno pitanje: ako su crveni patuljci najčešće zvijezde u svemiru, zašto mi živimo oko jedne tako rijetke kao što je Sunce? Analiza sugerira da sustavi crvenih patuljaka možda nikada ne razviju civilizacije poput nas, što bi značilo da potraga za inteligentnim životom u tim sustavima ide u pogrešnom smjeru.
Kopernikovo načelo i granice astrobiologije
Kopernikov ili heliocentrični sustav, koji je u 16. stoljeću formulirao Nikola Kopernik, polazi od ideje da ni Zemlja ni čovjek nemaju središnje ni povlašteno mjesto u svemiru. U kozmološkom smislu to znači da je naš planet tipičan primjer i da bi život mogao biti česta pojava u kozmosu. Tijekom posljednjih desetljeća ta je pretpostavka postala jedno od temeljnih polazišta astrobiologije, znanstvenog područja koje istražuje mogućnost života izvan Zemlje.
Unatoč stotinama milijuna dolara uloženih u teleskope, sonde i radioistraživanja, čovječanstvo do danas nije otkrilo ni jedan dokaz o postojanju života drugdje. No, budući da poznajemo samo jedan svijet na kojem se život razvio, znanstvenici su prisiljeni nagađati na temelju Zemlje. Velik broj novootkrivenih egzoplaneta posljednjih godina dao je nadu: mnogi su otkriveni u nastanjivim zonama crvenih patuljaka, najmanjih, ali i najbrojnijih zvijezda u svemiru.
Ta je ideja postala gotovo aksiom: ako život postoji i drugdje, najvjerojatnije će ga biti upravo u sustavima crvenih patuljaka. No, prema Kippingu, ta pretpostavka možda je pogrešna.
U novoj analizi objavljenoj na otvorenom serveru arXiv, Kipping razmatra dva neobična podatka: prvo, da se mi ne nalazimo u sustavu crvenog patuljka, i drugo, da živimo u iznimno ranom razdoblju povijesti svemira. Kombinirajući ta opažanja, dolazi do zaključka da bi potraga za inteligentnim životom možda trebala krenuti drugim smjerom, prema zvijezdama sličnim našem Suncu.
Kipping je izvanredni profesor astronomije na Sveučilištu Columbia, bivši Carl Sagan i Idina Menzel Fellow na Harvardu, te voditelj istraživačke skupine Cool Worlds Laboratory, posvećene proučavanju egzoplaneta i razvoju novih metoda za prepoznavanje mogućih tehnoloških tragova, ili tehnopotpisa.
Od Kopernika do Sagana: put prema “prosječnoj Zemlji”
Ideja da je Zemlja običan svijet duboko je ukorijenjena u modernoj znanosti i kulturi. Počela je Kopernikovom revolucijom, kada je čovjek prvi put shvatio da nije u središtu svemira. Kroz stoljeća, svaka nova spoznaja dodatno je smanjivala našu važnost: Sunce je postalo tek jedna zvijezda među milijardama, a Mliječna staza samo jedna galaksija među bilijunima.
Kako Kipping objašnjava za portal Universe Today, “teologija je stoljećima postavljala čovjeka i Zemlju u središte stvaranja. No moderna znanost tu je ideju postupno razbila, i to toliko uspješno da danas pretpostavljamo kako je sve što nas okružuje tipično.” Ta pretpostavka, dodaje, možda više govori o ljudskoj psihologiji nego o stvarnosti.
Carl Sagan, jedan od najutjecajnijih popularizatora znanosti 20. stoljeća, u svom je radu The Solipsist Approach to Extraterrestrial Intelligence isticao da je “jedno od najvećih postignuća znanosti deprovincijalizacija našeg pogleda na svijet”. Time je podsjetio da je svaka nova spoznaja dodatno relativizirala našu važnost u kozmosu. No Sagan je također upozorio da “odsustvo dokaza nije dokaz odsustva”, fraza koja je postala svojevrsni moto cijelog programa SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence).
Kipping međutim ističe da postoje dvije činjenice koje ne idu u prilog tom optimizmu. Prva: gotovo 80 posto zvijezda su crveni patuljci (M-dwarfs), a mi ne živimo oko jedne takve. Druga: svemir će stvarati zvijezde još deset bilijuna godina, a mi postojimo već sada, u prvih 0,1 posto tog razdoblja, dok je svemir star tek 13,8 milijardi godina. Ta kombinacija podataka stvara statistički paradoks koji Kipping naziva Red Sky paradox.
Sunce kao iznimka, ne pravilo
Zagovornici ideje da život mora biti čest u svemiru često se pozivaju na golemi broj zvijezda i planetarnih sustava u našoj galaksiji. No Kipping upozorava da to ne znači da je naše Sunce tipično.
“Istina je da je Sunce jedno od milijardi, ali pokazuje niz osobina koje ga čine neuobičajenim,” objašnjava. “Zvijezde tipa G čine svega nekoliko posto ukupne populacije, a čak i među njima Sunce odskače. Mirno je, stabilno, osamljeno i ima dva velika plinovita planeta, Jupitera i Saturna. Samo oko deset posto sličnih sustava ima takve divove.”
Prisutnost Jupitera smatra se važnim čimbenikom jer njegova gravitacija djeluje kao štit koji hvata objekte što bi mogli ugroziti unutarnje planete. Slavni primjer toga je sudar kometa Shoemaker–Levy 9 s Jupiterom 1994. godine, prvi put da je čovječanstvo izravno promatralo takav kozmički događaj.
Kipping u svom radu podsjeća da je Sunčev sustav ujedno i “kasni gost na zabavi”. Dok su prve zvijezde i planeti nastali ubrzo nakon Velikog praska, naš se sustav formirao tek prije 4,6 milijardi godina, relativno kasno u kozmičkom kalendaru. A ako će zvijezde poput crvenih patuljaka gorjeti još deset bilijuna godina, onda smo, kako kaže, “ne samo u neuobičajenom tipu sustava, već i u nevjerojatno ranom trenutku povijesti svemira.”
Zašto bi crveni patuljci mogli biti “mrtve zone”
Mogu li planeti koji kruže oko crvenih patuljaka uopće podržavati život, pitanje je na koje znanost još nema jasan odgovor. Neka su istraživanja pokazala da bi plimno zaključani planeti mogli imati stabilna područja s tekućom vodom, dok druga upozoravaju da su te zvijezde previše nestalne. Njihove česte erupcije, velike pjege i takozvani superflares, iznimno snažni izboji elektromagnetske energije, mogli bi brzo uništiti atmosfere obližnjih planeta. Iako su takvi izboji često ograničeni na polarne regije, njihova snaga i učestalost ozbiljno dovode u pitanje dugoročni razvoj života.
Kako bi kvantificirao te proturječnosti, Kipping je proveo Bayesovu statističku analizu dvaju parametara: rijetkosti zvijezda tipa G i duljine zvjezdanog razdoblja svemira (stelliferous period). Rezultati su bili iznenađujuće jednoznačni. “Vjerojatnost da naš položaj proizlazi iz puke sreće iznosi 1 prema 1600,” navodi autor. “U znanosti se omjer 10:1 smatra snažnim dokazom, a 100:1 odlučujućim, tako da je 1600:1 zapanjujuća brojka.”
Kipping predlaže dva moguća objašnjenja: prvo, da planeti imaju ograničen vremenski okvir u kojem se civilizacije mogu pojaviti; i drugo, da zvijezde ispod određene mase uopće ne stvaraju civilzacije. Statistika favorizira drugu opciju. Prema njegovim izračunima, zvijezde manje od 0,34 Sunčeve mase s 95-postotnom sigurnošću ne razvijaju civilizacije, a takvih je oko dvije trećine svih zvijezda u svemiru.
Posljedice za potragu za inteligencijom
Takvi rezultati bacaju sumnju na potragu za životom u sustavima crvenih patuljaka. U radijusu od 50 svjetlosnih godina do danas je potvrđeno tridesetak sustava s kamenitim egzoplanetima, a čak se 28 njih nalazi upravo oko crvenih patuljaka. Među njima je i Proxima b, najbliži poznati planet sličan Zemlji, udaljen svega 4,25 svjetlosnih godina. Projekti poput Breakthrough Starshot te noviji koncepti svemirskih letjelica s laserskim jedrima, koje bi u teoriji mogle dosegnuti Proximu Centauri unutar ljudskog vijeka, temelje se na pretpostavci da bi ondje mogao postojati život.
Kippingova analiza ne isključuje tu mogućnost, ali upozorava da bi trebalo biti oprezniji. “Postoje dobri razlozi za skepticizam, primjerice ekstremna magnetska aktivnost crvenih patuljaka,” kaže. “Moj rad ne spekulira o mehanizmima, nego se bavi isključivo analizom populacije zvijezda i našeg položaja u svemiru. No zanimljivo je što različiti argumenti vode istom zaključku: SETI možda previše pažnje posvećuje M-patuljcima.”
Kipping dodaje da bi budući programi trebali više ulagati u potragu za svjetovima oko zvijezda sličnih Suncu. U tome bi ključnu ulogu trebao odigrati budući opservatorij Habitable Worlds (HWO), čije se lansiranje očekuje sredinom 2040-ih godina.
“Ne tvrdim da treba odustati od crvenih patuljaka,” zaključuje Kipping. “Ali ako želimo pronaći živu i tehnološki aktivnu civilizaciju, puno je vjerojatnije da ćemo je naći u orbitama oko zvijezda poput našeg Sunca.”
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
