Μικροί και ψυχροί ερυθροί αστέρες μπορούν να είναι αξιοσημείωτοι τόποι για ζωή

Πηγή: Scientific American, 12 Νοεμβρίου 2005

Όπως ξέρει ο κάθε θαυμαστής των κόμικς, ο Superman γεννήθηκε στον πλανήτη Κρύπτον, που ήταν σε τροχιά γύρω από ένα ερυθρό άστρο. Τώρα όμως, οι επιστήμονες μαθαίνουν ότι ο μύθος αυτός του Superman μπορεί να περιέχει ένα κόκκο αλήθειας: γιατί οι καλύτερες θέσεις για να βρεθεί ζωή στο Γαλαξία μας θα μπορούσαν να είναι οι πλανήτες, που περιστρέφονται γύρω από μικρά άστρα, γνωστά σαν ερυθροί νάνοι.

Τον περασμένο Ιούνιο οι αστρονόμοι ανέφεραν την ανακάλυψη ενός πραγματικού πλανήτη, παρόμοιου με του Κρύπτον, έναν πλανήτη που είναι σε τροχιά γύρω από έναν ερυθρό νάνο, τον Gliese 876, σε απόσταση περίπου 15 έτη φωτός από τον ήλιό μας. Αν και οι ερευνητές είχαν προσδιορίσει προηγουμένως κι άλλους δύο πλανήτες σε τροχιά γύρω από τον Gliese 876, η ανίχνευση του τρίτου σώματος έγινε με τυμπανοκρουσίες επειδή είναι πολύ μεγάλος όπως η Γη. Σχεδόν όλοι οι πλανήτες που βρίσκονται έξω από το ηλιακό σύστημά μας είναι μέχρι σήμερα γίγαντες αερίου συγκρίσιμοι στο μέγεθος με το Δία ή τον Ποσειδώνα. Ο τρίτος πλανήτης όμως, αντίθετα, είναι πιθανότατα ένας βραχώδης πλανήτης και διπλάσιου μεγέθους από τη Γη.

Οι ερυθροί νάνοι, επίσης είναι γνωστοί ως νάνοι M, έχουν λιγότερο από τη μισή μάζα του ήλιου και έχουν εκατοντάδες φορές ασθενέστερο φως. Οι επιστήμονες από καιρό είχαν αμφιβάλει αν η ζωή θα μπορούσε να προκύψει κοντά σε τέτοια εξασθενημένα αστέρια, επειδή η γνωστή "ζώνη Goldilocks" -- η περιοχή γύρω από το αστέρι που δεν είναι ούτε πάρα πολύ θερμή ούτε πάρα πολύ ψυχρή ώστε να υπάρχει υγρό νερό -- θα επεκτεινόταν όχι περισσότερο από 40 εκατομμύρια χιλιόμετρα από το νάνο Μ, μικρότερη από την απόσταση μεταξύ του ήλιου και του Ερμή. Σε τέτοιες κοντινές αποστάσεις, ο πλανήτης θα μπορούσε να δοκιμάζει παλιρροιακές δυνάμεις: η μια πλευρά θα έβλεπε πάντα το αστέρι, ενώ η άλλη θα στρεφόταν μακριά.

Προηγουμένως οι ερευνητές είχαν υποθέσει ότι ο πλανήτης θα έχανε αναπόφευκτα την ατμόσφαιρά του λόγω της ψύξης της πολύ ψυχρής νυχτερινής πλευράς του, αλλά τα μοντέλα των υπολογιστών έχουν δείξει ότι μια ατμόσφαιρα που περιέχει μέτρια ποσά διοξειδίου του άνθρακα θα 'σκόρπιζε' αρκετή θερμότητα στη νυχτερινή πλευρά του άστρου, ικανή για να αποτρέψει τη ψύξη.

Οι νάνοι M είναι σε αναλογία τα αφθονότερα αστέρια στο Γαλαξία, ξεπερνώντας αριθμητικά τα άστρα G - σαν τον ήλιο μας - με μια αναλογία 10 προς 1, έτσι υπάρχει  δυνατότητα να μπορούν να φιλοξενήσουν ζωή. Οι κατοικήσιμοι αυτοί κόσμοι έχουν διεγείρει τη φαντασία των ερευνητών που συμμετέχουν στην αναζήτηση της εξωγήινης νοημοσύνης (SETI).

Τον Ιούλιο το ίδρυμα SETI στην Καλιφόρνια, διοργάνωσε μια ημερίδα στο οποίο οι επιστήμονες συζήτησαν για το εάν θα μπορούσε η ζωή να έχει προκύψει σε έναν πλανήτη ενός νάνου άστρου Μ. "Κανένας δεν βρήκε οποιεσδήποτε ενδείξεις ότι έχουν την ικανότητα να φιλοξενήσουν ζωής αυτοί οι κόσμοι", λέει ο Gibor Basri του πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϋ. Μια αιτία ήταν ότι επειδή οι νάνοι Μ παράγουν συχνά εκλάμψεις, που έχουν ως αποτέλεσμα να ξεχύνονται χείμαρροι φορτισμένων σωματιδίων, που θα μπορούσαν να 'γδύσουν' την όποια ατμόσφαιρα από κάθε κοντινό πλανήτη. Εάν όμως ο πλανήτης είχε ένα μαγνητικό πεδίο, τότε θα εξέτρεπε τα σωματίδια από την ατμόσφαιρα. Ακόμη και η αργή περιστροφή ενός νάνου νάνου Μ πλανήτη -- αν περιστρέφεται μια φορά γύρω από τον εαυτό του για κάθε περιστροφή γύρω από το αστέρι του -- θα ήταν αρκετό για να παραγάγει ένα μαγνητικό πεδίο εφ' όσον κάποιο μέρος του εσωτερικού μέρους του πλανήτη ήταν σε κατάσταση τήξης.

Δυστυχώς, ο νέος πλανήτης που βρίσκεται κοντά στο άστρο Gliese 876 είναι σε απόσταση τρία μόνο εκατομμύρια χιλιόμετρα από το αστέρι, κι έτσι η επιφάνειά του θα ήταν πάρα πολύ καυτή για την ύπαρξη της ζωής, όπως φυσικά την ξέρουμε. Αλλά ο καθαρός αριθμός αστεριών Μ στο Γαλαξία  μας -- κατ' εκτίμηση 300 δισεκατομμύρια -- έχει κάνει τους ερευνητές SETI να τους θεωρούν πρωταρχικό στόχο τους. Αυτοί ήδη κτίζουν μια σειρά τηλεσκοπίων (Allen Telescope Array) στη βόρεια Καλιφόρνια για να ανιχνεύσουν το Γαλαξία για τυχόν ραδιοσήματα. Εκτός από την αφθονία τους, οι νάνοι Μ έχουν ένα άλλο πλεονέκτημα ως προς τα αστέρια G  ως πιθανές περιοχές για την ευφυή ζωή: επειδή λάμπουν πολύ διάστημα πριν εξαντληθούν τα καύσιμα του υδρογόνου τους και η λαμπρότητα τους δεν εξαρτάται από την ηλικία τους, δίνουν ένα σταθερότερο μακροπρόθεσμο περιβάλλον για τους πλανήτες, που μπορούν να έχουν ζωή. Σε ένα δισεκατομμύριο χρόνια από τώρα, η ηλιακή ακτινοβολία θα είναι πολύ έντονη και αυτό θα κάνει ακατοίκητη τη Γη, αλλά οι νάνοι Μ του Γαλαξία καίνε σταθερά επί εκατοντάδες δισεκατομμύρια χρόνια τα καύσιμα τους. Είναι αρκετό να τους κάνει τόπο κατοικίας του Superman.

Σε μια ραδιοαναζήτηση SETI ψάχνουμε για σήματα μιας συχνότητας που είναι σχετικά ήρεμη, μεταξύ 1000 και 10.000 MHz -- ακριβώς λίγο πιο πάνω από τις συχνότητες που χρησιμοποιούνται στα ασύρματα και κινητά τηλέφωνα.

Τα αφθονότερα μόρια στο σύμπαν είναι του υδρογόνου, είτε σαν ουδέτερο αέριο στα 1420 MHz είτε συνδυασμένο με το οξυγόνο στα 1640 MHz. Στο φάσμα του υποβάθρου, που πλημμυρίζει τον πλανήτη μας από το διαστρικό διάστημα, αυτή η ήρεμη περιοχή καλείται "οπή του νερού", επειδή τα μόρια του νερού  (απαραίτητα για τη ζωή όπως το ξέρουμε για τη Γη), όταν δονούνται έχουν αυτήν την συχνότητα.

Οι σύγχρονες προσπάθειες του SETI άρχισαν με μια εργασία που γράφτηκε από τους φυσικούς Giuseppe Cocconi και Philip Morrison. Τη δημοσίευσαν στον επιστημονικό Τύπο το 1959, και ο Cocconid Morrison υπέδειξε ότι οι μικροκυματικές συχνότητες μεταξύ 1.000 και 10.000 MHz θα ήταν οι καλύτερες για την διαστρική επικοινωνία.