Πού θα μπορούσαν να μας παρακολουθούν οι εξωγήινοι
Νιώθεις ποτέ ότι κάποιος σε παρακολουθεί; Θα μπορούσαν να είναι. Και δεν μιλάω για τους περίεργους γείτονες στο τέλος του δρόμου σας.
Αυτό το καλοκαίρι, στο Ινστιτούτο Carl Sagan στο Πανεπιστήμιο Cornell και στο Αμερικανικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας στη Νέα Υόρκη, ο συνάδελφός μου Jacky Faherty και εγώ εντοπίσαμε 1.715 αστέρια στην ηλιακή μας γειτονιά που θα μπορούσαν να έχουν δει τη Γη τα τελευταία 5.000 χρόνια. Στον μαγευτικό βαρυτικό χορό των αστεριών, αυτά τα αστέρια βρέθηκαν στο σωστό μέρος για να εντοπίσουν τη Γη. Αυτό συμβαίνει επειδή η ανοιχτόχρωμη μπλε κουκκίδα μας εμποδίζει μέρος του ηλιακού φωτός από τη θέα τους. Έτσι βρίσκουμε τους περισσότερους εξωπλανήτες να κάνουν κύκλους από άλλα αστέρια. Εντοπίζουμε την προσωρινή μείωση του φωτός του αστεριού τους.
Το τέλειο κοσμικό μπροστινό κάθισμα στη Γη με τα περίεργα όντα της, είναι αρκετά σπάνιο. Αλλά με την ίδια περίπου τεχνολογία που έχουμε, οποιοσδήποτε ονομαστικός, περίεργος εξωγήινος σε πλανήτες που κάνουν κύκλους ενός από τα 1.715 αστέρια θα μπορούσαν να μας έχουν εντοπίσει. Θα μας είχαν αναγνωρίσει ως έξυπνη ζωή;
Όλοι μας παρατηρούμε τη δυναμική του σύμπαντος κάθε βράδυ. Τα αστέρια ανατέλλουν και δύουν—συμπεριλαμβανομένου του ήλιου μας—επειδή η Γη περιστρέφεται ανάμεσα στην πλούσια αστρική ταπισερί. Ο νυχτερινός ουρανός μας αλλάζει καθ' όλη τη διάρκεια του έτους επειδή η Γη κινείται σε τροχιά γύρω από τον ήλιο. Βλέπουμε αστέρια μόνο τη νύχτα όταν ο ήλιος δεν τα υπερκαλύπτει. Καθώς κυκλώνουμε τον ήλιο, βλέπουμε τα φωτεινότερα αστέρια μόνο προς την αντί-ηλιακή κατεύθυνση. Έτσι, βλέπουμε διαφορετικά αστέρια σε διαφορετικές εποχές.
Αν μπορούσαμε να παρακολουθήσουμε για χιλιάδες χρόνια, θα μπορούσαμε να παρακολουθήσουμε τον δυναμικό χορό του σύμπαντος να ξεδιπλώνεται στον νυχτερινό μας ουρανό. Εναλλακτικά, όμως, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τα νεότερα δεδομένα από την αποστολή GAIA και τους υπολογιστές της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας για να προωθήσουμε γρήγορα τον χρόνο μπροστά στα μάτια μας, με τις δεκαετίες να ξεδιπλώνονται μέσα σε λίγα λεπτά. Ενώ μπορούμε να δούμε μόνο το φως των αστεριών, γνωρίζουμε ήδη ότι περισσότερα από 4.500 από αυτά τα αστέρια δεν είναι μόνα τους. Φιλοξενούν εξωηλιακούς πλανήτες. Αρκετές χιλιάδες επιπλέον σήματα υποδεικνύουν ακόμη περισσότερους νέους κόσμους στον κοσμικό μας ορίζοντα.
Οι αστρονόμοι βρήκαν τους περισσότερους από αυτούς τους εξωπλανήτες τις τελευταίες δύο δεκαετίες λόγω μιας προσωρινής θαμπώματος των αστεριών τους όταν ένας πλανήτης, κατά τύχη, διέσχισε τη γραμμή όρασής μας στο ταξίδι του γύρω από το αστέρι του. Ο πλανήτης αποκλείει προσωρινά μέρος του καυτού άστρου —και το φως του— από τη θέα μας. Τα τηλεσκόπια στο έδαφος και από το διάστημα, συμπεριλαμβανομένης της αποστολής Kepler και TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) της NASA, βρήκαν χιλιάδες εξωπλανήτες εντοπίζοντας αυτό το σκοτάδι, το οποίο επαναλαμβάνεται σαν ρολόι.
Ο χρόνος που μεσολαβεί μεταξύ της θαμπώματος μας λέει πόσο χρόνο χρειάζεται ο πλανήτης για να κάνει κύκλους γύρω από το αστέρι του. Αυτό μας επιτρέπει να καταλάβουμε πόσο μακριά περιπλανιέται ένας εξωπλανήτης από το καυτό κεντρικό του αστέρι. Οι περισσότεροι γνωστοί εξωπλανήτες καίνε μπάλες καυτού αερίου. Μπορούμε να πούμε πότε οι πλανήτες περιφέρονται πιο κοντά σε ένα κεντρικό αστέρι από άλλους, επειδή χρειάζονται λιγότερο χρόνο για να το κυκλώσουν - βρίσκουμε επίσης αυτούς που είναι πιο γρήγοροι από τους ψυχρότερους πιο μακριά. Αλλά περίπου τρεις δωδεκάδες από αυτούς τους εξωπλανήτες είναι ήδη αρκετά δροσεροί. Περιφέρονται στη σωστή απόσταση από τα αστέρια τους, όπου δεν κάνει πολύ ζέστη και όχι πολύ κρύο. Οι επιφανειακές θερμοκρασίες θα μπορούσαν να επιτρέψουν στα ποτάμια και τους ωκεανούς να αστράφτουν στις επιφάνειες αυτών των πλανητών σε αυτήν τη λεγόμενη κατοικήσιμη ζώνη.
Αυτό το πλεονέκτημα - το να βλέπεις έναν πλανήτη να μπλοκάρει μέρος της καυτής αστρικής επιφάνειας από τη θέα - είναι ιδιαίτερο. Η ευθυγράμμιση μας και του πλανήτη πρέπει να είναι σωστή. Έτσι, αυτοί οι χιλιάδες γνωστοί εξωπλανήτες είναι μόνο η κορυφή του εικονιστικού παγόβουνου εξωπλανήτη. Αυτά που μπορούμε πιο εύκολα να εντοπίσουμε υπονοούν την πλειοψηφία που περιμένει να τα ανακαλύψουμε.
Τι γίνεται όμως αν αλλάξουμε αυτό το πλεονέκτημα; Αν κάποιος κοιτούσε εκεί έξω, ποια αστέρια είναι στο σωστό μέρος για να μας εντοπίσουν;
Οι δυνάμεις παρατήρησής μας έχουν ενισχυθεί από την αποστολή Gaia του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος. Το διαστημόπλοιο Gaia, που εκτοξεύτηκε το 2013, χαρτογραφεί τα κινούμενα αστέρια γύρω από το κέντρο του γαλαξία μας, τον Γαλαξία μας. Ο οργανισμός στοχεύει να ερευνήσει το 1 τοις εκατό των 100 δισεκατομμυρίων αστεριών του γαλαξία. Έχει δημιουργήσει τον καλύτερο κατάλογο αστεριών στη γειτονιά μας σε απόσταση 326 ετών φωτός από τον ήλιο. Λιγότερο από το 1 τοις εκατό των 331.312 καταγεγραμμένων αντικειμένων —αστέρια, καφέ νάνοι και αστρικά πτώματα— βρίσκονται στο σωστό μέρος για να δείτε τη Γη ως διερχόμενο εξωπλανήτη. Αυτό το ειδικό πλεονέκτημα συγκρατείται μόνο από εκείνα τα αντικείμενα που βρίσκονται σε θέση κοντά στο επίπεδο της τροχιάς της Γης. Περίπου 1.400 αστέρια βρίσκονται στο σωστό μέρος αυτή τη στιγμή για να δούμε τη Γη ως διερχόμενο εξωπλανήτη.
Αλλά αυτό το ιδιαίτερο πλεονέκτημα δεν είναι για πάντα. Κερδίζεται και χάνεται στον ακριβή βαρυτικό χορό στο δυναμικό μας σύμπαν. Πόσο διαρκεί αυτό το κοσμικό κάθισμα της πρώτης σειράς στη διέλευση της Γης; Επειδή η αποστολή Gaia καταγράφει την κίνηση των άστρων, μπορούμε να περιστρέψουμε την κίνησή τους στο μέλλον και να την εντοπίσουμε στο παρελθόν σε έναν υπολογιστή. Μας δείχνει τον νυχτερινό ουρανό για χιλιάδες χρόνια από τότε που άνθισαν οι πολιτισμοί στη Γη και μας δίνει μια γεύση από έναν νυχτερινό ουρανό του απώτερου μέλλοντος, χιλιετίες μακριά.
Αν είχαμε παρατηρήσει τον ουρανό για διερχόμενους πλανήτες χιλιάδες χρόνια νωρίτερα ή αργότερα, θα βλέπαμε διαφορετικούς. Και θα μπορούσαν να μας βρουν διαφορετικοί. Υπολογίσαμε ότι 1.715 αντικείμενα στην ηλιακή μας γειτονιά θα μπορούσαν να έχουν δει τη διέλευση της Γης από τότε που οι ανθρώπινοι πολιτισμοί άρχισαν να ανθίζουν πριν από περίπου 5.000 χρόνια και διατήρησαν αυτό το ιδιαίτερο πλεονέκτημα για εκατοντάδες χρόνια. Τριακόσια δεκαεννέα αντικείμενα θα εισέλθουν στη ζώνη διέλευσης της Γης τα επόμενα 5.000 χρόνια.
Ανάμεσα σε αυτά τα 2.034 αστέρια, επτά υπάρχουν γνωστοί εξωπλανήτες, με εξωπλανήτες τριών αστέρων να κάνουν κύκλους σε αυτήν την εύκρατη κατοικήσιμη ζώνη. Ωστόσο, η μικρή περιοχή γύρω από το επίπεδο της τροχιάς της Γης, όπου βρίσκονται όλα αυτά τα αστέρια, είναι γεμάτη. Οι αστρονόμοι συνήθως δεν αναζητούν πλανήτες εκεί. Γενικά, είναι ευκολότερο να βρείτε εξωπλανήτες γύρω από αστέρια σε μη πολυσύχναστα πεδία. Αλλά τώρα έχουμε έναν λόγο:να ανακαλύψουμε τους πλανήτες που θα μπορούσαν επίσης να μας ανακαλύψουν.
Η αποστολή Κέπλερ της NASA κοιτούσε για περισσότερα από τρία χρόνια σε περίπου 150.000 αστέρια περίπου 1.000 έτη φωτός μακριά. Αυτά τα 150.000 αστέρια χωρούν σε ένα μικρό τμήμα του ουρανού. Στόχος του ήταν να εκτιμήσει πόσα αστέρια φιλοξενούν εξωπλανήτες. Η απάντηση είναι συναρπαστική. Κάθε δεύτερο αστέρι έχει τουλάχιστον έναν πλανήτη, μεγάλο ή μικρό, και περίπου κάθε τέταρτο αστέρι φιλοξενεί έναν πλανήτη στη Ζώνη Goldilocks. Αυτά τα αποτελέσματα παρέχουν προσεκτική αισιοδοξία για τις πιθανότητές μας να μην είμαστε η μόνη ζωή στον κόσμο. Σημαίνει επίσης ότι περίπου 500 εξωπλανήτες στην κατοικήσιμη ζώνη θα πρέπει να βρίσκονται στη λίστα μας, περιμένοντας να τους ανακαλύψουμε.
Τα τρία συστήματα που φιλοξενούν πλανήτες στη κατοικήσιμη ζώνη στη ζώνη διέλευσης της Γης είναι αρκετά κοντά ώστε να ανιχνεύουν ραδιοκύματα από τη Γη. Επειδή τα ραδιοκύματα ταξιδεύουν με ταχύτητα φωτός, έχουν ξεπλύνει μόνο πάνω από 75 από τα αστέρια στη λίστα μας μέχρι στιγμής. Αυτά τα αστέρια βρίσκονται σε απόσταση 100 ετών φωτός από τη Γη—επειδή το φως είχε 100 χρόνια να ταξιδέψει από τότε που η Γη άρχισε να διαρρέει για πρώτη φορά ραδιοφωνικά σήματα.
Ο Ross 128b, ένας εξωπλανήτης μόλις 11 έτη φωτός μακριά μας, θα μπορούσε να δει τη Γη να μπλοκάρει το φως του ήλιου πριν από περίπου 3.000 χρόνια. Αλλά έχασε αυτή την ταυροειδή όραση πριν από περίπου 900 χρόνια. Ένας άλλος εξωπλανήτης, ο Star b του Teegarden, ο οποίος είναι λίγο βαρύτερος από τη Γη και κάνει κύκλους γύρω από έναν κόκκινο ήλιο, απέχει περίπου 12,5 έτη φωτός μακριά και θα αρχίσει να βλέπει τη διέλευση της Γης σε 29 χρόνια. Και το συναρπαστικό σύστημα Trappist-1, με επτά πλανήτες μεγέθους Γης σε απόσταση 40 ετών φωτός, θα μπορεί να δει τη Γη ως διερχόμενο πλανήτη, αλλά μόνο σε περίπου 1.600 χρόνια.
Με την εκτόξευση του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb (JWST) αργότερα αυτό το έτος, θα έχουμε ένα αρκετά μεγάλο τηλεσκόπιο για να συλλέγει φως από μικρούς, κοντινούς εξωπλανήτες που θα μπορούσαν να είναι σαν τον δικό μας. Ένας ιδιαίτερος συνδυασμός οξυγόνου και μεθανίου έχει αναγνωρίσει τη Γη ως ζωντανό πλανήτη για περίπου 2 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτός ο συνδυασμός αερίων είναι αυτό που θα αναζητήσουμε στην ατμόσφαιρα άλλων κόσμων. Αυτή η εξερεύνηση εξωπλανήτη θα είναι στα όρια της τεχνολογικής μας δυνατότητας, αλλά θα είναι δυνατή για πρώτη φορά. Η μελλοντική τεχνολογία θα πρέπει να είναι σε θέση να χαρακτηρίζει εξωπλανήτες, όχι μόνο κατά τη διέλευση. Προς το παρόν, όμως, τηλεσκόπια όπως το JWST συλλέγουν μόνο αρκετό φως από την ατμόσφαιρα κοντινών διερχόμενων κόσμων για να τους εξερευνήσουν, επιτρέποντάς μας να αναρωτηθούμε μήπως μας παρακολουθούν και επίσημοι αστρονόμοι σε εξωγήινους κόσμους.
Φυσικά, κανένας εξωγήινος δεν μας έχει επισκεφτεί ακόμα και δεν έχουμε βρει κανένα κοσμικό μήνυμα από αυτούς. Μήπως επειδή είμαστε μοναδικοί; Έχουν αυτοκαταστραφεί άλλοι πολιτισμοί; Ή απλώς δεν ενδιαφέρονται για εμάς;
Στο μάθημά μου Εισαγωγή στην Αστρονομία στο Cornell, ρωτάω τους μαθητές εάν θα επικοινωνούσαν ή θα επισκέπτονταν έναν εξωπλανήτη που είναι 5.000 χρόνια νεότερος από τη Γη ή 5.000 χρόνια παλαιότερος. Χωρίς αποτυχία, επιλέγουν τον παλαιότερο πλανήτη και τη δυνητικά πιο προηγμένη ζωή του. Πιο «προχωρημένοι» από εμάς. Κατά τη διάρκεια των συζητήσεών μας, η έννοια της προηγμένης ζωής επανέρχεται συνεχώς σε εμάς. Θα μπορούσε η ζωή στη Γη να χαρακτηρίζεται ως έξυπνη για όποιον την παρακολουθεί;
Εξάλλου, χρησιμοποιούμε ραδιοκύματα μόνο για περίπου 100 χρόνια, και έτσι αυτά τα κύματα θα είχαν ταξιδέψει μόνο 100 έτη φωτός μέχρι τώρα. Έχουμε πατήσει το πόδι μας στο φεγγάρι αλλά όχι ακόμα πιο μακριά και μόλις αρχίζουμε να σκεφτόμαστε το διαστρικό ταξίδι. Έτσι, το διαστρικό ταξιδιωτικό βιογραφικό μας είναι τρομερά λεπτό.
Ένα πράγμα που πιθανότατα θα έβλεπε ένας εξωγήινος αστρονόμος είναι η ατμόσφαιρά μας. Αν μας παρακολουθούσαν για λίγο, θα έβλεπαν ότι καταστρέψαμε το στρώμα του όζοντος — αλλά καταφέραμε επίσης να το φτιάξουμε. Ίσως λοιπόν να είχαμε κερδίσει έναν βαθμό στην κλίμακα νοημοσύνης τους. Τώρα, φυσικά, βλέπουν ότι η ατμόσφαιρά μας συγκεντρώνεται με διοξείδιο του άνθρακα και δεν δείχνει ακόμη σημάδια υποχώρησης. Αλλά ίσως κάθε πολιτισμός περνάει από αυτό, κάθε πολιτισμός σχεδόν καταστρέφει τον βιότοπό του πριν βρει έναν τρόπο να σωθεί από τον εαυτό του.
Εάν υπάρχουν εξωγήινοι εκεί έξω και μας παρακολουθούν από αυτά τα 2.043 αστέρια στην ηλιακή μας γειτονιά, ελπίζω να μας στηρίζουν επίσης.
Η Lisa Kaltenegger είναι η ιδρύτρια και διευθύντρια του Ινστιτούτου Carl Sagan στο Πανεπιστήμιο Cornell και αναπληρώτρια καθηγήτρια στην αστρονομία. Είναι κορυφαία ειδικός στη μοντελοποίηση πιθανών κατοικήσιμων κόσμων και του ανιχνεύσιμου φασματικού αποτυπώματός τους, το οποίο μπορεί να ανιχνευθεί με την επόμενη γενιά τηλεσκοπίων. Έχει υπηρετήσει, μεταξύ άλλων, στη Συμβουλευτική Επιτροπή Αστρονομίας και Αστροφυσικής του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών (AAAC) και σε ανώτερη αξιολόγηση επιχειρησιακών αποστολών της NASA. Είναι μέλος της επιστημονικής ομάδας της αποστολής TESS της NASA καθώς και του οργάνου NIRISS στο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb. Ο αστεροειδής Kaltenegger7734 πήρε το όνομά της. Twitter:@KalteneggerLisa και @CSInst.
Αναφορές
1. Kaltenegger, L. &Faherty, J.K. Παρελθόντα, παρόντα και μελλοντικά αστέρια που μπορούν να δουν τη Γη ως διερχόμενο εξωπλανήτη. Φύση 594 , 505-507 (2021).
Εικόνα μολύβδου:Μια άποψη της Γης και του ήλιου από χιλιάδες μίλια πάνω από τον πλανήτη μας, με αστέρια σε θέση να δουν τη Γη να περνάει γύρω από τον ήλιο να λαμπρύνει και τον Γαλαξία να είναι ορατός στα αριστερά. Πίστωση:Open Space/ © AMNH
Αυτό το άρθρο εμφανίστηκε για πρώτη φορά στο διαδίκτυο στο τεύχος "Ευφυής Ζωή" τον Σεπτέμβριο του 2021.
