Planēta orbītā ap sarkano punduri
Visumā ar pamatīgu pārsvaru visbiežāk sastopamās zvaigznes ir tā saucamie sarkanie punduri, turklāt ap daudzām no tām riņķo planētas dzīvībai potenciāli labvēlīgā zonā no zvaigznes – ne par tālu, ne par tuvu. Tad kā nākas, ka mēs riņķojam ap daudz retāk sastopamo dzelteno punduri – Sauli? Tīri matemātiski ar lielāku varbūtību mūsu debesīm pienāktos izskatīties nedaudz sarkanīgām, taču tā nav. To dēvē par sarkano debesu paradoksu, un pērn publicētā pētījumā astronoms Deivids Kipings liek galdā vairākus potenciālos risinājumus šim kosmosa "prātmežģim".

"Šis jautājums allaž mani mulsinājis. Ja sarkano punduru ir tik ļoti daudz un to mūžs ir tik ļoti ilgs, potenciāli triljoniem gadu, un, šķiet, tiem ir visas nepieciešamās īpašības… ir visai dīvaini, ka mūsu planēta neriņķo tieši ap sarkano punduri," pērn izdevumam "Inverse" klāstījis Kipings, astronomijas profesors Kolumbijas Universitātē.

Tik tiešām, sarkano punduru skaits ir vismaz piecas reizes lielāks par dzelteno punduru (kāda ir arī Saule) skaitu mums novērojamajā Visumā. Un tomēr te nu mēs esam, riņķojot ap dzelteno punduri – karstāku zvaigzni ar daudz, daudz īsāku mūžu nekā sarkanajiem punduriem.

Arī planētu ap sarkanajiem punduriem netrūkst, turklāt gana daudzas no atrastajām ir cietzemes planētas un atrodas tā dēvētajā dzīvībai labvēlīgajā zonā, kur temperatūra ir tāda, lai būtu iespējama šķidra ūdens eksistence uz planētas virsmas. Un tomēr mums līdz šim nav izdevies atrast nekādas liecības par dzīvību uz nevienas no citplanētām, kas riņķo ap sarkanajiem punduriem. Tukša loze pagaidām arī uz planētas Proksima b, kas atrodas mums tuvākās zvaigznes (izņemot Sauli, protams) Centaura Proksimas sistēmā un riņķo ap zvaigzni vajadzīgajā attālumā. Protams, šobrīd arī iespējas detalizēti pētīt citplanētu atmosfēru ķīmisko sastāvu vēl ir samērā ierobežotas, un lielas cerības tiek liktas uz nesen palaisto Džeimsa Veba kosmisko teleskopu, taču tomēr – pagaidām visi mēģinājumi atrast jebkādas liecības par dzīvību ārpus Saules sistēmas ir nesekmīgi.

Kipings pētījumā, kas publicēts zinātniskajā žurnālā PNAS, liek priekšā vairākus skaidrojumus sarkano debesu paradoksam.

Pirmais no tiem ir – tas, ka dzīvība attīstījusies uz planētas Zeme, kas riņķo ap dzelteno punduri, nevis daudz biežāk sastopamo sarkano punduri, ir vienkārši sakritība. Proti, mēs esam izņēmums. Viens no 100 gadījumiem, un uz katru šādu dzīvu planētu orbītā ap dzelteno punduri ir 99 orbītā ap sarkano punduri. Taču šis izskaidrojums pārāk neuzrunā arī pašu Kipingu, jo "iet ragos" ar kādu citu kosmoloģijā visai izplatītu principu, ko mēdz dēvēt arī par Kopernika principu. Proti, ka Visums lielos mērogos ir homogēns un izotrops – uz visām pusēm viendabīgs un līdzīgs, lai kurā vietā atrastos novērotājs.

Pirmais no Kipinga piedāvātajiem skaidrojumiem paredz, ka mūsu "rajons" Visumā tomēr nav diez ko parasts, un dzīva planēta orbītā ap dzelteno punduri – īpašs gadījums. Mēs esam "izlēcēji".
Pārējie potenciālie skaidrojumi pētījuma autoram pašam šķiet ticamāki. Otrs no tiem – varbūt ir kādi faktori – daži mums jau zināmi, daži nezināmi –, kas sarkano punduru sistēmas tomēr nepadara par dzīvībai tik labvēlīgu vietu, kā mums gribētos cerēt. Pirmkārt, sarkanie punduri reizēm var būt visai postoši dzīvībai. Proti, kamēr šī tipa zvaigznes ir jaunas, tām var būt arī visai cimperlīgs raksturs – ļoti spēcīgi uzliesmojumi. Tā kā šī tipa zvaigznes caurmērā ir vēsākas nekā Saule, dzīvībai potenciāli labvēlīgā zona ir daudz tuvāk zvaigznei, nekā Zemes orbīta ap Sauli. Taču spēcīgu uzliesmojumu gadījumā viss dzīvais uz tuvumā esošajām planētām dabūtu pamatīgi trūkties. Otrkārt, daudzām no planētām orbītās ap sarkano punduri apriņķošanas laiks ap zvaigzni sakrīt ar laiku, kurā planēta veic pilnu rotāciju ap savu asi. Tas nozīmē, ka planēta zvaigznei vienmēr "rāda" tikai vienu savu pusi (gluži kā Mēness Zemei), un vienā pusē būs mūžīga diena un karstums, bet otrā – tumsa un daudz vēsāks. Treškārt, ap sarkanajiem punduriem visai reti novēroti gāzu milži – tādas planētas kā Jupiters. Šādas lielas planētas ar savu masīvo gravitāciju zvaigžņu sistēmās mēdz funkcionēt gluži kā tādi apsargi pie kluba durvīm un nelaist sistēmas iekšienē asteroīdus un citus planētām potenciāli bīstamus objektus. Tiesa, ne vienmēr – reizēm šo milzu planētu gravitācija kādu objektu tieši var "ielingot" sistēmas iekšienē. Ar vārdu sakot, šis trešais faktors nav tik viennozīmīgi vērtējams, taču ir pieminēšanas vērts.

Visbeidzot – sarkanie punduri "dzīvo" daudz, daudz ilgāk par Saulei līdzīgām zvaigznēm. Miljardu gadu vietā sarkano punduru gadījumā astronomi runā par triljoniem gadu. Varētu šķist, ka tādējādi dzīvībai ir dots daudz ilgāks laika logs, kurā attīstīties. Tomēr sarkanie punduri atšķiras ar to, ka šo zvaigžņu attīstības ciklā fāze pirms galvenās secības jeb fāzes, kurā zvaigzne kodoltermiskajās reakcijās sāk pārvērst ūdeņradi hēlijā, ir ilgāka nekā Saules tipa zvaigznēm. Šajā posmā sarkanie punduri ir karstāki un deg spožāk nekā vēlāk galvenās secības fāzē, tādējādi planētas, kuras vēlāk atrodas dzīvībai labvēlīgajā zonā, pirmos miljards vai vairāk gadus varētu "dzīvot" īsteni ellišķīgā vidē. Piemēram, to atmosfēra varētu būt iznīcināta uz neatgriešanos. Tātad nedaudz paradoksāli, bet laika logs, kurā varētu attīstīties sarežģītas dzīvības formas, uz planētām dzelteno un balto punduru sistēmās varētu būt lielāks nekā ilgmūžīgo sarkano punduru sistēmās.

Kā jau minēts, liels palīgs citplanētu atmosfēru pētniecībā būs Džeimsa Veba teleskops, kas zinātniskos novērojumus uzsāks šajā vasarā. Ar laiku varbūt uzzināsim, vai Kipinga domu gājiens bijis pareizs un planētas ap sarkanajiem punduriem tomēr nav tik draudzīgas dzīvībai, kā varētu cerēt.

Visu pētījumu var lasīt zinātniskajā žurnālā PNAS.

KosmossAstronomijaVisumsSaules sistēmaDžeimsa Veba kosmiskais teleskopsCitplanētas

Seko "Delfi" arī Instagram vai YouTube profilā – pievienojies, lai uzzinātu svarīgāko un interesantāko pirmais!

Publikācijas saturs vai tās jebkāda apjoma daļa ir aizsargāts autortiesību objekts Autortiesību likuma izpratnē, un tā izmantošana bez izdevēja atļaujas ir aizliegta. Vairāk lasi šeit