赤い空のパラドックスはあなたに宇宙の私たちの場所について不思議に思わせるでしょう

大きな宇宙規模では、宇宙の私たちの小さな隅はそれほど特別ではありません-このアイデアはの中心にあります コペルニクスの原理。 しかし、私たちの惑星には本当に奇妙な側面が1つあります。それは、私たちの太陽が黄色い矮星であるということです。

私たちの星は私たちがよく知っているものなので、黄色と白色の矮星（FGK矮星）が宇宙の他の場所で一般的であると思いがちです。 しかし、それは銀河系で最も多くの星からは程遠いものです。 この特定の羽は、別のタイプの星のカバーに属しています-赤色矮星（M矮星）。

赤色矮星は同じ運命を構成するだけではありません 75パーセント 天の川のすべての星の中で、それは太陽のような星よりも最も寒くて長命です。 はるかに長い寿命。

私たちの太陽は約100億年生きると予想しています。 赤色矮星は数兆個生きると予想されています。 実際、非常に長い間、134億年前の主系列星の寿命の終わりに達したものはまだありません。 大爆発。

赤色矮星は非常に豊富で安定しており、宇宙論的に特別であると自動的に考えるべきではないため、赤色矮星を周回しないという事実は、いくぶん驚くべきことです。 しかし、ここでは、珍しい黄色い矮星の周りを回転しています。

これは、 論文によると コロンビア大学の天文学者デビッド・キッピングによると、それはレッドスカイパラドックスです-の結果 フェルミのパラドックス、それは、なぜ私たちが広大な宇宙で見つかった他の形の知的な生命をまだ見つけていないのか疑問に思います。

「このパラドックスを解決する」 彼は書いています、「将来の遠隔生命感知実験と宇宙での生命の限界を対象とするためのガイダンスを明らかにするでしょう。」

宇宙船レッドドワーフTRAPPIST-1を周回する惑星系に対するアーティストの印象。 （マーク・ガーリック/サイエンスフォトライブラリ/ゲッティイメージズ）

赤色矮星は、地球外生命を探す魅力的な機会です。 それらは太陽のような星ほど熱く燃えません。つまり、それらを周回する太陽系外惑星は、居住可能な温度に到達するために、より近くにある必要があります。 順番に、これは、地球が太陽を周回するよりも頻繁に星を周回するので、これらの太陽系外惑星のいずれかを見つけて研究することをより簡単にすることができます。

実際、天文学者はかなりの数の岩の多い太陽系外惑星を発見しました-地球のように、 金星 と 火星 このハビタブルゾーンで赤色矮星を周回します。 比較的近いものもあります。 それは不可解なものであり、確かに赤色矮星は少なくともどこかで生命をホストしなければならないように見えます。それが宇宙生物学者が研究している理由です。

彼の論文の中で、キッピングは赤空のパラドックスの4つの決定を述べています。

最初の決定：並外れた結果

1つ目は、まあ、私たちはただの奇妙な奇妙なボールです。 両方のタイプの星の周りに生命が現れる割合が類似している場合、地球は遠く離れており、太陽の周りの私たちの出現は100回に1回のランダムでした。

これは、宇宙には明確な観察者がいないこと、そして宇宙における私たちの位置は非常に自然であると述べているコペルニクスの原理との緊張を生み出すでしょう。 私たちが過激派であるためには、私たちの場所は いいえ とても自然です。

この答えは不可能ではありませんが、特に満足のいく答えではありません。 他の3つの決定は、より満足のいくだけでなく、実際にテスト可能な答えを提供します。

解決策2：赤い空の下での生活を防ぐ

この決定の下で、キッピングは、黄色矮星は赤色矮星よりも居住性が高く、その結果、赤色矮星の周りの生命ははるかに少なく、約100分の1に見えると主張しています。 この考えを裏付ける理論的証拠はたくさんあります。 たとえば、赤色矮星は騒がしく、多くの光る活動を伴う傾向があり、木星のような惑星を持っている傾向はありません。

多くの理論的研究は、M矮星の複雑な生命のもっともらしさを疑問視しており、潮汐の停止と大気の崩壊、恒星活動の影響に対する感受性の増加、一次プレシーケンス段階の延長、潜在的な利益の不足について懸念が高まっています。 木星サイズの仲間」 本をキッピングする。

「これに基づいて、2番目の決定を支持するための良い理論的推論がありますが、それは観察の観点からは実現されていないままであると私たちは主張します。」

赤色矮星が巨大な輝きを放つというアーティストの印象。 （NASAのゴダードスペースフライトセンター/S。ウェシンガー）

3番目の決定：複雑な生活への壊れた窓

ここでの議論は、人生には赤色矮星の周りに現れるのに十分な時間がなかったということです。

これは直感に反しているように見えるかもしれませんが、水素の核融合を開始する前の、星の生命の一次前のシーケンスと関係があります。 この場合、星はより熱く、より明るく燃えます。 赤色矮星の場合、それらは約10億年続きます。 この間、潜在的に居住可能な世界では、恒久的な温室効果が暴走する可能性があります。

これは、複雑な生物学が白色矮星と黄色矮星の岩石惑星に現れるウィンドウが赤色矮星よりもはるかに長いことを意味する可能性があります。

4番目の解決策：かすかな赤い点の希少性

最後に、太陽系外惑星を持つ赤色矮星の約16％が、ハビタブルゾーンで岩石系外惑星をホストしていると記載されていますが、これらの世界はおそらく私たちが思っていたほど一般的ではありません。 私たちの調査では、最も大きくて研究しやすい赤色矮星をサンプリングしています。 しかし、私たちが比較的ほとんど知らないエイリアンの惑星が、ハビタブルゾーンに岩の多い太陽系外惑星を持っていなかったとしたらどうでしょうか？

実際、低質量の赤色矮星が最も多いので、これは、ハビタブルゾーンの岩石系外惑星が赤色矮星の周りで黄色矮星よりも100倍少ないことを意味する可能性があります。

「この場合、インテリジェントな生命は宇宙ではまれであり、M型矮星とFGKの間で世界的に広がっていますが、居住可能な世界は、M型矮星の周りではFGKよりも少なくとも2桁少なくなっています。」 本をキッピングする。

「2桁の違いは重要な違いであり、これは特に興味深い解釈になります。これには、M矮星の周りの既知の地球サイズの温帯惑星の大部分が生命にやや住みにくいか、後期型がM矮星をホストすることはめったにないことが必要です。 （ローエンドマス）居住可能な世界。

赤色矮星プロキシマケンタウリを周回する居住可能な世界のアーティストの印象。 （マーク・ガーリック/サイエンスフォトライブラリ/ゲッティイメージズ）

答えがこれらの決定の多くにある可能性さえあり、それはどの分野への影響も不明確にするでしょう。 間もなく確認が取れるようになる場合があります。 たとえば、私たちの技術が進歩するにつれて、質量の小さい赤色矮星をよりよく見ることができ、それらの周りの軌道にある惑星を探すことができるようになります。

これを行った後、岩の多い太陽系外惑星を見つけたら、それらの潜在的な居住可能性を詳しく調べ、それらが居住可能ゾーンで軌道を回っているかどうか、そしてそこでの生命が恒星のプロセスによって妨げられているかどうかを判断できます。

“ついに、” 本をキッピングする、「赤空のパラドックスの解決策は、宇宙生物学とSETIにとって非常に重要であり、私たちがリソースを捧げる星を含めるとともに、宇宙の生命の性質と限界についての根本的な疑問を提起します。 「」

検索はで公開されました PNAS。