Υπάρχει προηγμένος εξωγήινος πολιτισμός κοντά στη Γη; Η απάντηση της νέας μελέτης
Ποια είναι τα επόμενα βήματα
Snapshot
- Η εξέλιξη της ζωής σε εξωπλανήτες εξαρτάται περισσότερο από τη διαθέσιμη ενέργεια για φωτοσύνθεση παρά από τον χρόνο που έχει περάσει.
- Οι πιθανότεροι κατοικήσιμοι εξωπλανήτες γύρω από ερυθρούς νάνους είναι παλαιότεροι αλλά έχουν χαμηλότερη συνολική φωτοσύνθεση και πιθανώς βρίσκονται ακόμη σε μικροβιακό στάδιο.
- Ο εξωπλανήτης TRAPPIST-1e έχει δεσμεύσει σημαντικά λιγότερο άνθρακα από τη Γη, υποδεικνύοντας πιθανή καθυστέρηση στην εξέλιξη της ζωής.
- Μόνο λίγοι εξωπλανήτες στη γειτονιά μας φαίνεται να έχουν εξελιχθεί ταχύτερα ή βρίσκονται σε πιο προχωρημένα στάδια εξέλιξης από τη Γη, αλλά οι εκτιμήσεις αυτές δεν είναι οριστικές.
- Μελλοντικές παρατηρήσεις, όπως από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, θα βοηθήσουν στην καλύτερη κατανόηση της εξέλιξης της ζωής σε εξωπλανήτες.
Η επιστημονική φαντασία συχνά παρουσιάζει τη ζωή σε άλλους πλανήτες ως πολύ πιο εξελιγμένη από εκείνη στη Γη. Μια νέα μελέτη, ωστόσο, υποστηρίζει το αντίθετο.
Η έρευνα, με επικεφαλής τον Chris Doughty, καθηγητή οικοπληροφορικής στο Northern Arizona University, δείχνει ότι ο ρυθμός με τον οποίο εξελίσσεται η ζωή σε δυνητικά κατοικήσιμους εξωπλανήτες της γειτονιάς μας πιθανότατα εξαρτάται από τη διαθέσιμη ενέργεια για τα φυτά και όχι απλώς από τον χρόνο που έχει περάσει.
Αυτό σημαίνει ότι, παρότι η Γη είναι νεότερη από ορισμένους γειτονικούς πλανήτες κατά αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια, η ζωή σε εξωπλανήτες με λιγότερο ευνοϊκές συνθήκες για τη συσσώρευση προϊόντων φωτοσύνθεσης πιθανότατα έχει εξελιχθεί πιο αργά.
«Ο φυσικός Enrico Fermi έθεσε το περίφημο ερώτημα “πού είναι όλοι;”, δεδομένης της μεγάλης πιθανότητας ύπαρξης ευφυούς ζωής στον γαλαξία», δήλωσε ο Doughty. «Η μελέτη αυτή υποδεικνύει ότι η αστρική μας γειτονιά μπορεί να είναι σιωπηλή επειδή οι περισσότεροι πλανήτες που μοιάζουν με τη Γη στην περιοχή μας πιθανότατα βρίσκονται εξελικτικά πίσω από εμάς και παραμένουν ακόμη στο μικροβιακό στάδιο. Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να είμαστε ήσυχοι: αν η ζωή σε αυτούς τους εξωπλανήτες έχει εξελιχθεί όπως στη Γη, οι περισσότεροι θα κατοικούνται μόνο από μικρόβια και όχι από προηγμένους εξωγήινους».
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο International Journal of Astrobiology.
Τι υποστηρίζει η μελέτη
Η έρευνα δεν αποκλείει την ύπαρξη εξαιρετικά εξελιγμένων εξωγήινων μορφών ζωής, ικανών να δημιουργήσουν ένα σενάριο αντίστοιχο με εκείνο που παρουσιάζεται στο «The Three-Body Problem». Υποστηρίζει, όμως, ότι η παρουσία ενός τέτοιου είδους στον κοντινό μας διαστημικό περίγυρο είναι μάλλον απίθανη, καθώς η συνολική φωτοσύνθεση στους δυνητικά κατοικήσιμους εξωπλανήτες της περιοχής θα ήταν μικρότερη.
Ο λόγος είναι ότι, σύμφωνα με την υπόθεση των ερευνητών, η εξέλιξη της ζωής σε έναν πλανήτη δεν προχωρά αυτόματα όσο περνά ο χρόνος. Αντίθετα, εξαρτάται από τη συνολική διαθέσιμη ενέργεια που παράγεται από τα φυτά.
Στη Γη παρατηρούμε ότι οι θερμές και υγρές περιοχές παρουσιάζουν μεγαλύτερη φυτική ανάπτυξη και μεγαλύτερη ποικιλία ειδών σε σχέση με τις ψυχρές και ξηρές περιοχές. Οι επιστήμονες θεωρούν ότι αυτό οφείλεται στη μεγαλύτερη ανάπτυξη των φυτών και στη δημιουργία περισσότερου διαθέσιμου οικολογικού χώρου, που επιτρέπει την επιβίωση περισσότερων ζώων.
Έτσι, ένας νεότερος, θερμός και υγρός εξωπλανήτης μπορεί να έχει παρουσιάσει μεγαλύτερη εξελικτική ανάπτυξη από έναν πολύ παλαιότερο, ψυχρό και ξηρό πλανήτη.
Στη μελέτη τους, ο Doughty και οι συνεργάτες του εξετάζουν τις συνέπειες αυτής της υπόθεσης για τους εξωπλανήτες. Οι πλανήτες που θεωρούνται πιθανότερο να φιλοξενούν ζωή βρίσκονται σε τροχιά γύρω από ερυθρούς νάνους, τον πιο συνηθισμένο τύπο άστρου στον γαλαξία μας.
Οι συγκεκριμένοι πλανήτες είναι συχνά δισεκατομμύρια χρόνια παλαιότεροι από τη Γη, δέχονται όμως λιγότερο φως και συχνά είναι παλιρροϊκά κλειδωμένοι, με αποτέλεσμα η μία πλευρά τους να είναι μόνιμα στραμμένη προς το άστρο τους.
«Αν η φωτοσυνθετική ζωή είχε εξελιχθεί σε αυτούς τους πλανήτες, θα είχε πραγματοποιήσει φωτοσύνθεση για δυνητικά δισεκατομμύρια χρόνια περισσότερο από ό,τι στη Γη», δήλωσε ο Michael Gowanlock, αναπληρωτής καθηγητής Πληροφορικής στο Northern Arizona University και συν-συγγραφέας της μελέτης.
«Ωστόσο, η συνολική ετήσια φωτοσύνθεση πιθανότατα είναι μικρότερη, λόγω της χαμηλότερης ποσότητας φωτός και επειδή μόνο η μισή επιφάνεια του πλανήτη είναι διαθέσιμη για αυτή τη διαδικασία. Ποιος βρίσκεται μπροστά; Αυτό είναι το μυστήριο που προσπαθούμε να λύσουμε ποσοτικά».
Πρόσφατη εργασία του συν-συγγραφέα Denis Sergeev, καθηγητή στο University of Bristol στη Βρετανία, προσομοίωσε πιθανά κλιματικά μοτίβα σε εξωπλανήτες, δημιουργώντας χάρτες θερμοκρασίας, φωτός και βροχοπτώσεων, δηλαδή των βασικών μεταβλητών που απαιτούνται για την πρόβλεψη της ανάπτυξης των φυτών στη Γη.
Στην παρούσα μελέτη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν αυτούς τους χάρτες για να υπολογίσουν την πιθανή ανάπτυξη των φυτών και τον ρυθμό εξέλιξης στον χρόνο για τον TRAPPIST-1e και ακόμη 28 κοντινούς εξωπλανήτες που θα μπορούσαν να φιλοξενούν υγρό νερό. Ο όρος «κοντινοί» είναι βέβαια σχετικός, καθώς ο TRAPPIST-1e βρίσκεται περίπου 40 έτη φωτός από τη Γη.
Ο TRAPPIST-1e δεν είναι η Γη – Πώς συγκρίνονται;
Στη Γη, περίπου 2,4 × 10²⁵ γραμμάρια άνθρακα δεσμεύτηκαν κατά τα 3,2 δισεκατομμύρια χρόνια που προηγήθηκαν της εμφάνισης των πιο αποτελεσματικών αγγειόσπερμων φυτών. Επιπλέον 7 × 10²⁵ γραμμάρια άνθρακα δεσμεύτηκαν πριν από την εμφάνιση του ανθρώπου.
Οι ερευνητές υπολόγισαν ότι ο TRAPPIST-1e έχει δεσμεύσει μόλις το 21% της ποσότητας άνθρακα που έχει δεσμευτεί στη Γη, παρότι είναι αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια παλαιότερος από τον πλανήτη μας.
«Επειδή αυτή η ποσότητα είναι μικρότερη από εκείνη που είχε δεσμευτεί στη Γη πριν από την εμφάνιση των πιο αποτελεσματικών αγγειόσπερμων φυτών, υποθέσαμε ότι ο TRAPPIST-1e μπορεί να βρίσκεται ακόμη σε ένα μικροβιακό στάδιο εξέλιξης», δήλωσε ο Cameron Hrabak, πρώην μεταπτυχιακός φοιτητής του Northern Arizona University και συν-συγγραφέας της μελέτης.
Οι ερευνητές πραγματοποίησαν αντίστοιχους υπολογισμούς για 29 εξωπλανήτες στη γειτονιά του ηλιακού μας συστήματος που θεωρούνται πιθανότερο να φιλοξενούν ζωή.
Μόλις δύο πλανήτες φαίνεται να έχουν ενδεχομένως εξελιχθεί ταχύτερα από τη Γη: οι GJ 1061c και K2-3d. Και οι δύο είναι μεγαλύτεροι, θερμότεροι, φωτεινότεροι και παλαιότεροι από τους περισσότερους πλανήτες που μοιάζουν με τη Γη στην περιοχή μας.
Άλλοι τρεις πλανήτες ενδέχεται να βρίσκονται σε στάδιο εξέλιξης αντίστοιχο με εκείνο της Μεσοζωικής Εποχής, όταν στη Γη κυριαρχούσαν οι δεινόσαυροι.
Πρόκειται, ωστόσο, για εκτιμήσεις και όχι για οριστικές αποδείξεις. Οι ατμόσφαιρες του TRAPPIST-1e και των υπόλοιπων εξωπλανητών θα επηρέαζαν σε τεράστιο βαθμό το κλίμα, τη φωτοσύνθεση και την εξέλιξη της ζωής. Μελλοντικές παρατηρήσεις από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb θα μπορούσαν να προσφέρουν νέα δεδομένα και να επιτρέψουν στους επιστήμονες να βελτιώσουν τις εκτιμήσεις τους.
Ποια είναι τα επόμενα βήματα
Σύμφωνα με τους ερευνητές, η συγκεκριμένη μέθοδος μπορεί να βοηθήσει στην πρόβλεψη των εξελικτικών περιορισμών που διαμορφώνουν τη ζωή σε εξωπλανήτες όπου ενδεχομένως η ζωή θα μπορούσε να ξεπεράσει σε εξέλιξη εκείνη της Γης.
Στον πλανήτη μας, η ανάπτυξη των φυτών μπορεί να περιορίζεται από το φως, τη θερμοκρασία ή τις βροχοπτώσεις. Οι έρημοι, για παράδειγμα, δέχονται άφθονο φως, όμως η ανάπτυξη περιορίζεται λόγω της έλλειψης νερού.
Οι ίδιοι παράγοντες διαμορφώνουν και διαφορετικές εξελικτικές διαδρομές. Η ζωή στα τροπικά δάση έχει ελάχιστα κοινά με τη ζωή στις ερήμους.
Μεταξύ των εξωπλανητών, εκείνοι που είναι πιθανότερο να ξεπεράσουν τη Γη ως προς τη συνολική δέσμευση άνθρακα και το εξελικτικό στάδιο είναι κυρίως όσοι η ανάπτυξη περιορίζεται από τις βροχοπτώσεις.
Με απλά λόγια, αν υπήρχε ένας εξωγήινος πολιτισμός στη γειτονιά της Γης, τα οικοσυστήματα που θα υποστήριζαν την ύπαρξη ευφυών πλασμάτων θα έμοιαζαν περισσότερο με ερήμους ή εύκρατα περιβάλλοντα. Πρόκειται για συνθήκες που θυμίζουν εκείνες στις οποίες πιθανότατα εξελίχθηκε και ο άνθρωπος, σε δασώδεις σαβάνες με σχετικά χαμηλές βροχοπτώσεις.
