Etsimällä maapallon ulkopuolista elämää tutkijat ovat alkaneet etsiä maailmoja, jotka pyörivät tähtien ympärillä, kuten maapallomme - auringon ympäri. Loppujen lopuksi jatkuva lämpö, jonka hehkuva keltainen pallo taivaalla antaa meille, on mahdollistanut elämän maapallolla.
Mutta kun tähtitieteilijät jatkavat tuhansien planeettojen löytämistä, he ymmärtävät, että jos (tai milloin) löydämme merkkejä maan ulkopuolisesta elämästä, on erittäin todennäköistä, että nämä ulkomaalaiset kiertävät tähtiä, joka on huomattavasti erilainen kuin Aurinko. Se on punaisempi, kylmempi, pienempi ja kevyempi kuin tähtemme. Niinpä etsittäessään maan ulkopuolista elämää monet tähtitieteilijät kääntävät katseensa pieniin tähtiin, jotka tunnetaan nimellä punaiset kääpiöt tai M-kääpiöt.
Ensinnäkin on syytä huomata, että tähtitieteilijät eivät koskaan välittäneet paljoakaan M-kääpiöistä. Ensimmäisen aurinkokunnan ulkopuolisen planeetan löytämisen jälkeen vuonna 1995 tutkijat alkoivat etsiä maapallon todellisia kollegoja: kaltaisia kallioplaneettoja, jotka ovat samanlaisia kuin meidän ja kiertävät aurinkomme kaltaisten tähtien ympäri. Juuri tällaisten järjestelmien etsiminen on ohjannut tähtitieteilijöitä suurimman osan 2000-luvulta, sanoo tähtitieteilijä Phil Muarhead Bostonin yliopistosta.
Sitten tähtitieteilijät tajusivat, että planeettojen etsiminen M-kääpiöiden ympäriltä saattaa olla teknisesti helpompaa. Toisen planeetan löytäminen on vaikeaa, ja tähtitieteilijät luottavat kahteen päämenetelmään. Ensinnäkin he etsivät tähtien kirkkauden vähenemistä, joka tapahtuu, kun planeetta kulkee sen edestä. Toiseksi tähtitieteilijät mittaavat pienen tärinän tähdessä, joka aiheutuu toisen planeetan valopainovoimasta. Molemmat näistä menetelmistä toimivat hyvin M-kääpiötä kiertävän planeetan kanssa. Lisäksi se pyörii useammin, mikä lisää sen havaitsemisen mahdollisuuksia.
M-kääpiöt ovat saaneet merkittävän voiman vuonna 2008 käynnistetyn Kepler-avaruusteleskoopin ansiosta. Kurkistamalla pieneen taivaankappaleeseen, kaukoputki etsii äkillisiä pimennyksiä tähdissä, jotka tapahtuvat, kun planeetat kulkevat heidän edessään. Siten teleskooppi löysi yli tuhat planeettaa. "Kepler muutti kaiken", Muarhed sanoo.
Koska M-kääpiöjärjestelmiä on helpompi havaita, monet kiertoradoillaan olevista planeetoista on löydetty valintatehosteiden avulla. Mutta kuten Muarhed perustellusti huomauttaa, Kepler on myös suunniteltu etsimään maapallon kokoisia planeettoja, jotka kiertävät auringon kaltaisia tähtiä. Vasta nyt numerot viittaavat edelleen siihen, että meidän on etsittävä elämää planeetoilta lähellä M-kääpiöitä.
"Haluat mieluummin löytää mahdollisesti asuttavan planeetan lähellä M-kääpiötä kuin lähellä auringon kaltaista tähteä", sanoo tähtitieteilijä Courtney Dressing Harvardista.
Mainosvideo:
Hän analysoi kuinka monta maapallon kokoista planeettaa - toisin sanoen puolet maapallon säteestä - pyörii M-kääpiöiden ympärillä mahdollisesti asutettavalla vyöhykkeellä (Goldilocks-vyöhyke, tähtiä ympäröivä alue, jossa nestemäistä vettä voi olla planeetan pinnalla). Hänen viimeisimpien laskelmiensa mukaan joka neljäs M-tähti on tällainen planeetta.
Tämä on korkeampi kuin arvioitu arvio maapallon kaltaisille planeetoille, jotka kiertävät auringon analogeja, tutkija sanoo. Tähtitieteilijä Eric Pettiguere Kalifornian yliopistosta, Berkeley, on osoittanut, että alle 10 prosentilla aurinkomaisista tähdistä on planeettoja, joiden säde on yksi tai kaksi maapalloa.
M-kääpiöillä on toinen tärkeä ominaisuus. Ne ovat galaksin yleisimpiä tähtiä, joiden osuus Linnunradan sadoista miljardeista tähdistä on noin 75%. Jos Dressingin arvio on oikea, galaksissamme voi olla noin 100 miljardia Maan kaltaista planeettaa, jotka kiertävät M-tähtien mahdollisesti asuttavalla vyöhykkeellä.
Huomaa, että näillä arvioilla on monia rajoituksia. Ne riippuvat siitä, mitä tarkoitetaan mahdollisesti asuttavalla vyöhykkeellä, ja tätä ei ole vielä kovin hyvin määritelty. Asumisalue on yleensä paikka, jossa se ei ole liian kuuma, ei liian kylmä ja siellä voi olla nestemäistä vettä. Mutta on myös paljon varauksia siitä, kuinka hyvin planeetan ilmakehä voi pitää vettä (Venus, jos sellainen on, on myös mahdollisesti asutettavalla vyöhykkeellä).
Yleisemmillä arvioilla, jotka laajentavat mahdollisesti asuttavaa aluetta, maapallon kaltaisten planeettojen Pettiguere-luvut aurinkomaisissa tähdissä voivat olla jopa 22% tai enemmän. Mutta myös Dressingin numerot voivat nousta.
Alun perin tähtitieteilijät suhtautuivat skeptisesti M-kääpiöihin, koska he eivät uskoneet, että tällaisella tähdellä voisi olla asuttavaa planeettaa. Toisaalta M-kääpiöt ovat aktiivisempia, varsinkin elämänsä ensimmäisen miljardin vuoden aikana. Ne voivat pommittaa planeettaa tappavalla ultraviolettisäteilyllä. Ne voivat lähettää voimakkaita tähtien soihdut, jotka ryöstävät planeetan ilmakehän.
Ja koska planeetan kiertorata on lähellä M-kääpiötä, tähden painovoima voi muuttaa planeetan kiertymistä akselinsa ympäri. Jos tällainen planeetta estettäisiin siististi, planeetan toisella puolella olisi ikuinen päivä ja toisella puolella ikuinen yö. Planeetan vaalea osa paahdetaan, kun taas pimeä osa jäätyy kokonaan - ei kaikkein vieraanvaraisimmaksi ympäristöksi elämälle.
Maan ulkopuolinen elämä
Mikään näistä kysymyksistä ei ole täysin ratkaistu, ja jotkut tähtitieteilijät eivät pidä niitä lainkaan vakavina ongelmina. Esimerkiksi Eomawa Shields Kalifornian yliopistosta Los Angelesista. Esimerkiksi asuttavuus voi riippua tietyntyyppisistä taudinpurkauksista, joita ei vielä ymmärretä hyvin. Tietokonemallit ovat myös osoittaneet, että ilmakehä voi jakaa lämpöä uudelleen, mikä estää planeetan pimeän puolen jäätymisen.
Joissakin suhteissa M-kääpiön ympärillä oleva planeetta voi olla jopa vieraanvaraisempi kuin miltä näytti. Asutun planeetan on sisällettävä paljon vettä ja jäätä, ja Shields analysoi, kuinka M-kääpiön tähtivalo on vuorovaikutuksessa tällaisen planeetan ilmakehän ja jäisen pinnan kanssa. M-kääpiö tuottaa enemmän infrapunasäteilyä kuin aurinkomainen tähti, ja koska kiertoradalla olevan planeetan ilmakehä ja jää absorboivat infrapunavaloa hyvin, planeetta ei jääty yhtä nopeasti kuin auringon kaltainen tähti. Ja vaikka se jäätyy, se sulaa nopeasti.
Tällainen vakaa ilmasto voi antaa kukoistavalle elämälle enemmän aikaa kehittyä ilman häiriöitä, kuten nopea jäähdytys tai lämmitys. Siitä huolimatta Shields lisää, että jäätyneen planeetan ei tarvitse olla elämän kannalta hankalaa. Maapallo olisi voinut käydä läpi lumipallomaa-ajan yli 600 miljoonaa vuotta sitten.
Jotkut tähtitieteilijät tarkkailevat edelleen M-kääpiöitä, toiset haluavat silti tutkia auringon kaltaisia tähtiä. Tällä hetkellä tutkijat siirtyvät yhä enemmän M-tyyppisten järjestelmien tutkimiseen. Keplerin tehtävä on lähestymässä, mutta tähtitieteilijät odottavat vuonna 2017 alkavaa Transitin Exoplanet Survey Satellite -sarjaa. TESS etsii planeettoja kirkkaiden tähtien ympäriltä, mukaan lukien monet M-kääpiöt.
James Webbin avaruusteleskooppi, Hubble-asian seuraaja, joka käynnistetään vuonna 2018, voisi jopa analysoida tällaisten planeettojen ilmakehää. Muarhedin mukaan tämä teleskooppi pystyy kuitenkin kohdistamaan vain M-kääpiöt; uusia tehtäviä tarvitaan kohdistamaan auringon kaltaiset tähdet.
Viime kädessä resurssien vähentyessä tähtitieteilijöiden on valittava keskittyminen M-kääpiöihin ja auringon kaltaisiin tähtiin. Ratkaisu riippuu siitä, mitä he löytävät lähivuosina. Tähtitieteilijät ovat varmoja löytävänsä mahdollisesti asuttavan planeetan riippumatta siitä.
Elämän osalta tämä kysymys on monimutkaisempi. "En tiedä, milloin tämä tapahtuu, mutta toivon, että se tapahtuisi ennemmin kuin myöhemmin - ja olen varma, että se tapahtuu", Shields sanoo. "Ainoa kysymys on, onko ja milloin rahoitusta myönnetään."