على المقياس الكوني ، الزاوية الصغيرة من الكون ليست خاصة بهذا القدر – هذه الفكرة تقع في قلب مبدأ كوبرنيكوس. ومع ذلك ، هناك جانب رئيسي واحد لكوكبنا مميز حقًا: شمسنا قزم أصفر.
نظرًا لأن نجمنا الأصلي هو أكثر ما نعرفه عن كثب ، سيكون من المغري افتراض أن النجوم القزمة الصفراء والبيضاء (FGK dwarfs) شائعة في أماكن أخرى من الكون. ومع ذلك ، فهي بعيدة كل البعد عن كونها أكثر النجوم عددًا في المجرة ؛ تنتمي هذه الريشة إلى غطاء نوع آخر من النجوم – القزم الأحمر (الأقزام M).
لا تمثل الأقزام الحمراء فقط نفس القدر 75 بالمائة من بين جميع النجوم في مجرة درب التبانة ، فهي أكثر برودة بكثير وتستمر لفترة أطول من النجوم مثل الشمس. عمر أطول بكثير.
نتوقع أن تعيش شمسنا حوالي 10 مليارات سنة ؛ من المتوقع أن تعيش الأقزام الحمراء على تريليونات. فترة طويلة ، في الواقع ، لم يصل أي منها بعد إلى نهاية حياة التسلسل الرئيسية في 13.4 مليار سنة منذ الانفجار العظيم.
نظرًا لأن الأقزام الحمراء متوفرة بكثرة ومستقرة ، وبما أننا لا يجب أن نفكر تلقائيًا في أنفسنا على أنها خاصة كونية ، فإن حقيقة أننا لا ندور حول قزم أحمر يجب أن تكون مفاجأة إلى حد ما. ومع ذلك ، نحن هنا ندور حول قزم أصفر غير شائع.
هذه، وفقا للورقة من قبل عالم الفلك في جامعة كولومبيا ديفيد كيبينغ ، هو Red Sky Paradox – نتيجة طبيعية لـ مفارقة فيرمي، الأمر الذي يطرح السؤال عن سبب عدم وجود أشكال حياة ذكية أخرى في الكون العظيم.
“حل هذه المفارقة” ، هو يكتب، “ستكشف اتجاهات لاستهداف تجارب الاستشعار عن بعد المستقبلية للحياة وحدود الحياة في الكون.”
انطباع الفنان عن نظام الكواكب الذي يدور حول القزم الأحمر TRAPPIST-1. (مارك غارليك / مكتبة صور العلوم / غيتي إيماجز)
نجوم القزم الحمراء هي فرصة جذابة للبحث عن حياة فضائية. لا تحترق بنفس درجة حرارة النجوم الشبيهة بالشمس ، مما يعني أن جميع الكواكب الخارجية التي تدور حول المجموعة الشمسية يجب أن تكون أقرب للوصول إلى درجات حرارة صالحة للسكن. في المقابل ، يمكن أن يجعل هذا العثور على هذه الكواكب الخارجية ودراستها أسهل ، لأنها تدور حول نجومها بشكل متكرر أكثر من الأرض التي تدور حول الشمس.
في الواقع ، وجد علماء الفلك عددًا غير قليل من الكواكب الخارجية الصخرية – مثل الأرض ، كوكب الزهرة و المريخ – نجوم قزم أحمر تدور حول هذه المنطقة الصالحة للسكن. وبعضها قريب نسبيًا. هذه أشياء محيرة ، ومن المؤكد أن النجوم القزمة الحمراء يجب أن تأوي الحياة على الأقل في مكان ما ، وهذا هو سبب بحث علماء الأحياء الفلكية.
في مقالته ، يعرض كيبينغ أربعة قرارات لمفارقة السماء الحمراء.
القرار الأول: نتيجة غير عادية
الأول ، حسنًا ، نحن مجرد غريب الأطوار زاحف. إذا كانت معدلات نشوء الحياة حول هذين النوعين من النجوم متشابهة ، فإن الأرض تكون بعيدة ، وظهورنا في مدار حول الشمس كان مجرد صدفة ، فرصة واحدة من كل 100.
هذا من شأنه أن يخلق توتراً مع مبدأ كوبرنيكوس ، الذي ينص على عدم وجود مراقبين متميزين في الكون ، وأن مكاننا هناك طبيعي إلى حد ما. بالنسبة لنا ، فإن كوننا متطرفين قد يوحي بأن مكاننا هو لا طبيعي جدا.
هذه الإجابة ليست مستحيلة ، لكنها ليست مرضية بشكل خاص. تقدم القرارات الثلاثة الأخرى إجابات ليست أكثر إرضاءً فحسب ، بل قد تكون في الواقع قابلة للاختبار.
القرار الثاني: الحياة ممنوعة تحت سماء حمراء
كجزء من هذا القرار ، يجادل كيبينج بأن الأقزام الصفراء صالحة للسكن أكثر من الأقزام الحمراء ، ونتيجة لذلك ، تظهر الحياة بشكل أقل كثيرًا حول الأقزام الحمراء – حوالي 100 مرة أقل. هناك الكثير من الأدلة النظرية لدعم هذه الفكرة. الأقزام الحمراء ، على سبيل المثال ، تميل إلى أن تكون صاخبة ، مع الكثير من النشاط المتوهج ، ولا تميل إلى امتلاك كواكب شبيهة بالمشتري.
“الكثير من العمل النظري شكك في مدى معقولية الحياة المعقدة على الأقزام M ، مع مخاوف بشأن إعاقة المد والجزر وانهيار الغلاف الجوي ، وزيادة التعرض لتأثيرات النشاط النجمي ، والمراحل الطويلة قبل التسلسل الرئيسي وندرة الآثار المفيدة المحتملة كوكب المشتري– رفقاء الحجم “، كتب كيبينج.
“وبناءً على ذلك ، هناك منطق نظري جيد لدعم القرار الثاني ، على الرغم من أننا نؤكد أنه لا يزال غير محقق بشكل ملحوظ”.
انطباع فنان عن قزم أحمر يثير وهجًا ضخمًا. (ناسا / مركز S. Wiessinger Goddard لرحلات الفضاء)
القرار الثالث: نافذة مقطوعة لحياة معقدة
الحجة هنا هي أن الحياة ببساطة لم يكن لديها وقت للظهور حول النجوم القزمة الحمراء.
قد يبدو الأمر غير منطقي ، لكن له علاقة بمرحلة التسلسل المسبق الرئيسية لحياة النجم ، قبل أن يبدأ في الاندماج مع الهيدروجين. في هذه الحالة ، يحترق النجم أكثر سخونة وإشراقًا ؛ بالنسبة للأقزام الحمراء ، فإنها تدوم حوالي مليار سنة. وفي الوقت نفسه ، يمكن إطلاق تأثير الدفيئة الدائم وغير القابل للسيطرة على جميع العوالم التي يحتمل أن تكون صالحة للسكن.
قد يعني هذا أن نافذة ظهور البيولوجيا المعقدة على الكواكب الصخرية على الأقزام البيضاء والصفراء أطول بكثير منها في الأقزام الحمراء.
القرار الرابع: نقص النقاط الحمراء الباهتة
أخيرًا ، في حين أن حوالي 16٪ من الأقزام الحمراء ذات الكواكب الخارجية مدرجة على أنها تؤوي كواكب صخرية خارج المجموعة الشمسية في المنطقة الصالحة للسكن ، فقد لا تكون هذه العوالم شائعة كما كنا نظن. تقوم استطلاعاتنا بأخذ عينات من أضخم الأقزام الحمراء لأنها الأكثر سطوعًا والأسهل في الدراسة ؛ ولكن ماذا لو لم يكن للكواكب الغريبة ، التي لا يُعرف عنها سوى القليل نسبيًا ، كواكب خارجية صخرية في مناطق صالحة للسكن؟
نظرًا لأن الأقزام الحمراء منخفضة الكتلة هي في الواقع الأكثر عددًا ، فقد يعني هذا أن الكواكب الخارجية الصخرية في المنطقة الصالحة للسكن أقل شيوعًا حول الأقزام الحمراء بمئة مرة مقارنة بالأقزام الصفراء.
“في هذه الحالة ، تعد الحياة الذكية نادرة في الكون وتتكاثر عالميًا بين الأقزام M و FGK ، لكن العوالم الصالحة للسكن أقل شيوعًا حول الأقزام M من FGKs” ، كتب كيبينج.
“يعتبر أمران من حيث الحجم فرقًا كبيرًا ، مما يجعل هذا تفسيرًا مثيرًا للاهتمام بشكل خاص. سيتطلب أن تكون الغالبية العظمى من الكواكب المعتدلة بحجم الأرض والمعروفة حول الأقزام M غير مضيافة للحياة ، أو من النوع المتأخر نادرًا ما تأوي أقزام M (الكتلة المنخفضة المتأخرة) عوالم صالحة للسكن “.
انطباع الفنان عن عالم صالح للسكن يدور حول القزم الأحمر Proxima Centauri. (مارك غارليك / مكتبة صور العلوم / غيتي إيماجز)
بل إنه من الممكن العثور على الإجابة في العديد من هذه القرارات ، مما سيسمح بأن يكون التأثير أقل وضوحًا في أي منطقة. وربما يمكننا الحصول على تأكيد قريبًا. مع تحسن تقنيتنا ، على سبيل المثال ، سنتمكن من رؤية النجوم القزمة الحمراء ذات الكتلة الأقل بشكل أفضل والبحث عن الكواكب التي تدور حولها.
بعد ذلك ، إذا وجدنا أي كواكب خارجية صخرية ، يمكننا إلقاء نظرة فاحصة على قابليتها للحياة المحتملة ، وتحديد ما إذا كانت تدور حول المنطقة الصالحة للسكن ، وما إذا كانت العمليات النجمية قد أعاقت الحياة.
“أخيرا،” كتب كيبينج، “إن حل مفارقة السماء الحمراء له أهمية مركزية في علم الأحياء الفلكي و SETI ، مع وجود آثار على تحديد النجوم لمواردنا ، بالإضافة إلى طرح سؤال أساسي حول طبيعة وحدود الحياة في الكون. “
تم نشر البحث في PNAS.
