מדוע היקום הולך להיות רגיל יותר

התנאים המאפשרים את החיים הם נדירים להפליא. עם זאת, החוקרים מגלים שהיקום כיום הוא הרבה יותר מסביר פנים לחיים מאשר היה כאשר חיידקים הגיחו לראשונה על כדור הארץ - עובדה שהופכת את קיומנו ליותר מדהימה. בנוסף, זה רק יגדל בעתיד אפילו יותר.

תוכן קשור

• אור קטן בחיפוש אחר חומר אפל
• האם היינו מכירים חיים זרים אם היינו רואים זאת?

Pratika Dayal, חוקרת במכון האסטרונומי Kapteyn באוניברסיטת חרונינגן בהולנד החוקרת את התפתחות הגלקסיות המוקדמות.

כאשר היווצרות הכוכבים נופלת, יורדות רמות הקרינה המסוכנות המיוצרות על ידי כוכבים גוססים, ויוצרת סביבה שמגדילה פי 20 מכדור הארץ כאשר החיים התפתחו לראשונה. יחד עם זאת, המספר העצום של כוכבים זעומים ועמומים - שכל אחד מהם עשוי לתמוך בכוכבי לכת המקדמים חיים - מגדיל את הסיכוי שהחיים יתפתחו בעתיד. עובדות אלה הופכות את תושביה הנוכחיים של כדור הארץ "מוקדמים" בחיי מערכת השמש, כך עולה ממחקר שפורסם באינטרנט בכתב העת Journal of Cosmology and Astro Particle Physics .

אבי לוב, מחבר הראשי של המחקר החדש וחוקר במרכז האסטרופיזיקה של הרווארד-סמיתסוניאן, התמקד בכוכבים קטנים ואפלוליים המכונים גמדים אדומים (השמש שלנו היא גמד צהוב). תקופות החיים הארוכות והשכיחות הפשוטה של ​​הכוכבים הללו, המהווים כשלושה רבעים מהכוכבים שביל החלב, הופכים אותם למועמדים הסבירים ביותר לארח חיים. בהנחה שהחיים אפשריים סביב גמדים אדומים, לוב ועמיתיו מצאו כי יש סיכוי גדול פי אלף להתפתח בעתיד הרחוק ממה שהם היום.

"זה מפתיע", אומר לואב, שמחקריו התמקדו בחיים שדמו לנו. "המשמעות היא שהחיים סביב השמש כנראה קצת מוקדמים."

עם זאת, עדיין מדובר בוויכוח האם הגמדים האדומים יכולים למעשה לתמוך בחיים. מוקדם בתקופת חייהם הכוכבים הללו פעילים להפליא, וחלקי כוכבי הלכת הסמוכים שבהם יכולים מים נוזלים להישאר על פני השטח שוכנים קרוב מאוד לכוכב. זה מכניס כוכבי לכת תחת אש מתמדת מהתלקחות וקרינה. מדענים ממשיכים להתלבט אם החיים יכולים להתמודד עם הקצוות הללו, אם כי לוב אומר שהתשובה עשויה להגיע בעשרות השנים הבאות בעזרת מכשירים כמו סקר הלוויין Transit Exoplanet Survey וטלסקופ החלל ג'יימס ווב.

"אם יתברר שכוכבים בעלי מסה נמוכה מסוגלים לתמוך בחיים, אז אנחנו מיוחדים מכיוון שאנחנו אחת מצורות החיים המוקדמות", אומר לוב. עם זאת, אם לא קיימים סימני חיים סביב הכוכבים העמומים, המשוואה משתנה ותושבי כדור הארץ נמצאים ממש בלוח הזמנים. "אם אתה מחשיב את המסה המינימלית של הכוכב המאפשרת לחיים להתגלות כשמש, אז סביר להניח כי אנו קיימים כיום, " מוסיף לב.

המחקר החדש תורם לגוף של מחקר הולך וגדל שמגלה כי יכולת היכולת של היקום גדלה עם הזמן. במחקר נפרד השוו דייאל ועמיתיה את כל יצרני הקרינה הגדולים העלולים לפגוע בתצורות חיים מתפתחות. הם אישרו כי סופרנובות שולטות בייצור הקרינה, בעוד שגלקסיות צעירות ופעילות ופרצי קרני גמא עוצמתיות ממלאות תפקיד זניח. בין סוגי הסופרנובה השונים, סוג II ממלא את התפקיד המככב כשכוכבים יחידים מתפוצצים במקרי מוות אלימים. סופרנובות מסוג Ia, הכוללות כוכב גמדי לבן גוסס שמלווה את בן לווייתו, תורמות אף הן משמעותית לקרינה הפוגעת.

"זה בעצם משחק מספרים", אומר דייאל, שהוביל את מחקר הקרינה, ומאמרו נבדק על ידי כתב העת Astrophysical . "מבחינת מספר הכוכבים שנוצרים, זה סופרנובות שמנצחות."

דייל ועמיתיה הדמו את היקום לאורך חייו במשך 13.8 מיליארד שנה כדי לאתר כיצד חפצים אסטרונומיים שונים תרמו לפגיעה בקרינה, וגילו כי סכנת הקרינה תואמת את היווצרות הכוכבים. בתחילת הדרך היקום הומה בלידות מהממות. אולם שיעורי הייצור האטו ככל שרוב הגז והאבק נלכדו בכוכבים החיים כבר. ברגע שהיקום הגיע לכ- 3.5 או 4 מיליארד שנים, הוא פוצץ את רוב החומר הבלתי מנוצל שלו.

זה לא אומר שהיא לא מכינה עוד כוכבים, כמובן - רק שהם לא מייצרים אותם באותה מהירות. אולם ההאטה בהיווצרות הכוכבים והתמותה מהמאה הנובעת מאיתנו אכן משמיעים חדשות טובות לעולמות המקווים להתפתח חיים: בזכות הירידה בקרינה, היקום כיום רב יותר למגורים פי 20 מאשר היה כאשר נוצר כדור הארץ.

אך עולמות ערסלי חיים פוטנציאליים אינם בהכרח עדיין בטוחים מקרינה. האסטרונומיה באוניברסיטת ניו מקסיקו, פול מייסון, הבודק כיצד השינויים בהרגלי הגלקסיות, אומר כי אירועים כמו מיזוגי גלקסיה יכולים לקפוץ את היווצרות הכוכבים לאורך חיי היקום. מיזוגים עשויים ליצור כיסים לידות מהממות חדשות ברחבי היקום, מה שעלול להגדיל את כמות הקרינה לכוכבי לכת סמוכים. עם זאת, אומר דייל כי מיזוגים היו שכיחים יותר בגיל המוקדם של היקום מאשר בשלביו המאוחרים.

ההדמיות של דיילי מתמקדות ביקום "ממוצע", ​​בו החומר וגופי השמיים הופצו באופן שווה. הדמיה מורכבת ומציאותית יותר תדרוש משמעותית יותר זמן ומשאבי מחשוב. אך הדמיות קיימות המתמקדות באופן שבו הגלקסיות משתכשכות זו בזו אינן יכולות לפתור כוכבים בודדים, מה שמקשה על הערכה כיצד התנגשויות משפיעות על קרינת היקום הכוללת. המחקר שלה סיפק את הצעד הראשון לאשש את מה שלמדו מדענים רבים כידע קונבנציונאלי: כי סופרנובות מספקות את עיקר הקרינה המזיק.

לוב לא כל כך בטוח שרמות הקרינה הגבוהות מסופרנובות מזיקות כמו שרוב המדענים רואים בהן. "ההתחשבות האישית שלי בנושא היא שקשה מאוד למגר את החיים בכוכב לכת, " אומר לוב ומצביע על מגוון הסביבות הקיצוניות בכדור הארץ המסוגלות לקיים אורגניזמים חיים.

יחד, המחקר של לוב ודייל מציע כי ציד החיים ישתפר רק בעתיד. עם זאת, עתיד זה עשוי להיות רחוק משמעותית מכפי שרוב האסטרונומים היו מקווים. אחרי הכל, כדור הארץ לקח לאנשהו מחצי מיליון עד מיליארד שנים להתפתחות החיים, ושלושה מיליארד אחרים כדי להתפתח. "במובן מסוים זה טוב לאסטרוביולוגים, אבל זה 5 מיליארד שנים מכאן", אומר מייסון.