Este foarte greu de presupus că Planeta Albastră este singura din Univers care adăpostește viață. În același timp, problema găsirii vieții pe alte planete este una fundamentală pentru cunoașterea umană. De aceea oamenii de știință sunt extrem de preocupați în identificarea locurilor din Univers în care viața este posibilă, pentru ca, mai apoi, să dezvolte metode riguroase de identificare a ei. Unde vom găsi acele locuri magice în care viața ar fi posibilă?
Încă de la început trebuie să subliniez, o fac de fiecare dată, faptul că avem la dispoziție un singur tip de viață, cea găzduită de bătrâna Terra. Desigur, ne putem imagina și forme de viață care se bazează pe mecanisme complet diferite de cele pe care le cunoaștem deja. Despre ele v-am povestit în articolul ”O strategie pentru căutarea vieții extraterestre” din ediția din noiembrie 2018 a revistei noastre. În cele ce urmează rămânem ancorați în zona formelor de viață care se bazează pe mecanisme similare cu cele pe care le întâlnim la tot pasul pe Pământ.
Zona locuibilă
Ea poate fi definită extrem de ușor, deși prea simplist, ca fiind zona din jurul unei stele în care condițiile de pe suprafața planetelor aflate acolo sunt similare celor de pe Terra. Aici vom găsi apă în stare lichidă, un nivel de radiații care să nu distrugă formele de viață și așa mai departe. Nu voi intra în mai multe detalii. Până acum au fost identificate 55 de planete pe care ar putea să existe forme de viață.
Cred că este destul de evident că zona locuibilă se traduce printr-un anumit interval de distanțe de la planetă la astrul central în care sunt asigurate condițiile enunțate mai sus. La fel de evident este faptul că el depinde de tipul stelei.
La începutul anului 2020, în cadrul celei de a 253-a Conferințe a Societății Americane de Astronomie, cercetătorul american Edward Guinan, de la Universitatea Villanova, Pennsylvania, SUA, a prezentat o comunicare în care punea în discuție problema legăturii dintre zona locuibilă și tipul stelei. Mai bine spus, el a încercat să răspundă la întrebarea: care tip de stea este mai prietenos cu viața? El a analizat trei tipuri de stele: stele similare Soarelui nostru, piticele roșii și piticele portocalii. Să încercăm și noi.
Stelele similare Soarelui nostru
Este de la sine înțeles, stelele similare Soarelui sunt extrem de prietenoase cu viața, altfel eu nu aș putea tasta aceste rânduri. Totuși merită să vedem mai îndeaproape această prietenie. Soarele s-a ”născut” în urmă cu circa 4,6 miliarde de ani. Primele organisme complexe au apărut pe Terra abia cu circa 500 de milioane de ani în urmă. Homo Sapiens a început să pășească pe planetă cu numai 200 de mii de ani în urmă. Toată această evoluție s-a datorat prieteniei Soarelui cu viața de pe Pământ.
Această prietenie va dura la nesfârșit? Din păcate, nu. Peste circa cinci miliarde de ani Soarele va deveni o gigantă roșie și, probabil, va înghiți planeta noastră. Am vești chiar mult mai proaste pentru dumneavoastră. Sfârșitul vieții terestre va veni cu mult mai repede. Energia Soarelui este produsă de reacțiile de fuziune ale nucleelor de hidrogen în nucleul solar. În urma lor rezultă nuclee de heliu și energie. Dacă ne uităm mai atent și ținem seama de faptul că prin fuziunea a două nuclee de hidrogen rezultă un nucleu de heliu ne dăm seama că volumul heliului rezultat în urma reacțiilor termonucleare este mai mic decât cel al hidrogenului care a fuzionat. Asta are drept consecință o scădere continuă a volumului nucleului solar. Straturile exterioare ale Soarelui vor exercita o forță gravitațională din ce în ce mai mare, ceea ce duce la o intensificare a reacțiilor de fuziune din nucleu. Temperatura Soarelui va crește treptat. Deja a crescut cu circa 30% față de perioada din prima copilărie a Soarelui. Calculele actuale arată că, pe 1-1,5 miliarde de ani, clima terestră va fi atât de fierbinte încât apa de la suprafața ei va fierbe… O veste proastă, nu-i așa? Din păcate ăsta este adevărul, prietenosul nostru Soare va putea susține viața numai pe o perioadă de cel mult 1,5 miliarde de ani.
Ne putem gândi că stelele care trăiesc foarte mult sunt cele mai potrivite pentru a susține viața. Recordul de durată de viață pentru ele este deținut de piticele roșii.
Piticele roșii
Piticele roșii, sau stelele de tip M, pot supraviețui multe zeci de miliarde de ani. Ele sunt stele relativ reci, cu temperaturi cuprinse între 2.300 și 3.800 K și mase cuprinse între 7,5% și 50% din masa Soarelui. În jurul lor s-au descoperit o mulțime de planete, dintre care câteva zeci se află în zona locuibilă. Piticele roșii sunt prietenoase cu viața?
Din păcate răspunsul este negativ. Așa cum vă spuneam, ele sunt stele relativ reci, ceea ce înseamnă că zona lor locuibilă se află în imediata lor vecinătate. Din cauza distanței mici față de astrul central, planetele locuibile vor fi blocate mareic, ceea ce înseamnă că ele își vor arăta mereu și mereu aceeaşi față către stea, întocmai cum se întâmplă cu Luna, care ne arată în fiecare noapte o singură parte a ei. Ne putem imagina relativ condițiile aspre de pe o asemenea planetă. Pe fața ei luminată vor domni temperaturi uriașe, mult peste punctul de fierbere al apei, în timp ce pe partea întunecată temperatura va fi atât de scăzută încât gazele din atmosferă vor începe să înghețe. Piticele roșii nu sunt deloc prietenoase cu viața.
Poate că ar fi posibil ca în zona de hotar dintre întuneric și lumină să apară unele forme biologice. Din păcate speranțele sunt foarte slabe. Piticele roșii sunt foarte instabile. Pe suprafața lor, mai ales în primele etape de evoluţie stelară, izbucnesc adesea erupții stelare, care, cel puțin fazele inițiale ale evoluţiei sistemului solar, pot arunca în spațiu atmosfera planetelor din apropierea lor, distrugând astfel orice șansă a vieții într-un viitor rezonabil. Intensitatea radiațiilor ultraviolete și a radiațiilor X din zona locuibilă este mult prea mare, lăsând astfel prea puține posibilități de supraviețuire a eventualelor forme incipiente de viață.
Dacă toate aceste asprimi nu ar fi fost de ajuns, se mai adaugă una. Pământul, casa noastră, este apărat de particulele încărcate electric de mare energie din radiația cosmică, fatale pentru viață, de câmpul magnetic terestru. În cazul planetelor aflate în zona locuibilă a unor pitice roșii lucrurile devin complicate. Câmpul lor magnetic interacționează cu cel, foarte puternic, al stelei, pierzându-și astfel calitatea de scut protector. Pentru a își păstra calitatea de apărător planetar câmpul magnetic planetar ar trebui să fie de până la câteva mii de ori mai intens decât câmpul magnetic terestru.
Pentru a nu lungi vorba, stelele pitice roșii sunt, foarte probabil, toxice pentru orice formă de viață așa cum o cunoaștem noi. Din păcate, chiar dacă sunt cele mai longevive stele din Univers, ele sunt neprietenoase cu viața, repet, așa cum o cunoaștem noi acum.
Logic, ne vom îndrepta acum atenția către stele care se află între piticele roșii și cele similare Soarelui nostru.
Piticele portocalii
Piticele portocalii sunt stele au mase cuprinse între 50% și 90% din masa Soarelui nostru. Temperatura la suprafața lor este între 3.700 K și 5.200 K, iar luminozitatea lor este în intervalul 8% și 60% din cea a Soarelui nostru. În cazul lor zona locuibilă variază între 0,1 și 0,4 până la 0,3 și 1,3 u.a. (u.a. este unitatea astronomică, 1 u.a. este egală cu distanța medie dintre Pământ și Soare). Nu sunt la fel de longevive ca piticele roșii, dar durata lor de viață, fiind cuprinsă între 15 și 30 miliarde de ani, este semnificativ mai mare decât cea a Soarelui nostru. Cred că deja v-ați dat seama că piticele portocalii sunt cu adevărat prietenoase cu apariția și evoluția vieții în zona lor locuibilă. Mai trebuie să adaug doar că ele sunt foarte stabile și, în comparație cu piticele roșii, emit fluxuri mult mai puțin intense de radiații ultraviolete și X.
Am o veste bună pentru dumneavoastră. Deja au fost descoperite planete care se află în zona locuibilă a piticelor portocalii. De exemplu, planeta Kepler-442b, care se află la o distanță de circa 1.120 ani lumină de noi, are o masă echivalentă cu 2,34 mase terestre. Despre ea se afirmă, în articolul intitulat ”Comparative habitability of transiting exoplanets”, publicat în ediția din 19 noiembrie 2015 a revistei The Astrophysical Journal, că oferă condiții mai bune pentru apariția vieții decât însăși Terra.
Guinan, cel care a susținut comunicarea privitoare la problema legăturii dintre zona locuibilă și tipul stelei, la Conferința a Societății Americane de Astronomie sublinia un aspect important: ”Multe dintre piticele portocalii sunt mult mai bătrâne decât Soarele. Dacă viața a apărut și a evoluat pe o planetă aflată în zona lor locuibilă, atunci ea ar putea fi mai bătrână cu miliarde de ani decât Soarele noastre. Acolo s-ar putea dezvolta viața inteligentă”
Ar mai fi ceva de adăugat. Pe Pământ, așa cum arătam mai devreme, de la apariția primelor forme de viață și până în momentul în care planeta va deveni total neprimitoare se va parcurge un interval de timp de 2-2,5 miliarde de ani. Planetele aflate în zona locuibilă a piticelor portocalii vor asigura condiții propice vieții timp de cel puțin 10 miliarde de ani. Pe de altă parte stelele similare Soarelui reprezintă numai 6%, în timp ce piticele portocalii reprezintă circa 13%, din populația stelară a galaxiei noastre. Vă las pe dumneavoastră să meditați asupra acestor informații reci.
Viitorul
Acum știm că stelele pitice portocalii sunt cele mai favorabile pentru apariția și susținerea vieții. Este clar că ele vor deveni ținta căutărilor noastre viitoare. Totuși, în continuare avem nevoie de mai multe informații pentru a stabili corelații cât mai bune între comportamentul stelar și șansele de aparție a vieții. Din acest motiv Edward Guinan a format o echipă de cercetători și a demarat proiectul GoldiloKs, care are drept obiectiv determinarea vârstei, fluxul de radiații ultraviolete și X pentru un număr mare de pitice portocalii și stele similare Soarelui nostru. Pentru aceasta vor fi folosite telescoapele spațiale Chandra, al NASA, XMM Newton, al ESA (pentru observații în domeniul radiațiilor X) și Hubble (pentru observații în domeniul ultraviolet).
Încheiere
Restrângând căutarea, creștem șansa de a descoperi viață dincolo de Sistemul Solar. Mai sunt mulți pași de făcut, trebuie să construim acele instrumente avansate, care să ne permită detectarea biosemnăturilor extraterestre. Așa cum spuneam și cu alte ocazii, va trebui să fim capabili să analizăm în detaliu compoziția atmosferelor planetelor extrasolare, pentru că, de exemplu, una dintre biosemnături este reprezentată de prezența unui procent însemnat de oxigen atmosferic. Până atunci nu ar trebui să neglijăm căutarea vieții în Sistemul Solar. Marte și satelitul jupiterian Europa sunt numai două locuri extrem de promițătoare pentru descoperirea de forme de viață. Și mai trebuie să uităm nici o clipă că viața, foarte probabil, este extrem de perseverentă. Ea poate apărea în locuri și sub forme pe care, deocamdată, nici măcar nu ni le putem imagina.
