Profesör, Dünya ortalama ise 60 ışıkyılı uzaklıkta dünya dışı yaşam bulmamız gerektiğini iddia ediyor

1960 yılında, Dünya Dışı Zeka Arayışı’nın (SETI) ilk toplantısına hazırlanırken, efsanevi gökbilimci ve SETI öncüsü Dr. Frank Drake, galaksimizdeki olası uygarlıkların sayısını tahmin etmeye yönelik olasılıksal denklemini, yani Drake Denklemini açıkladı. Bu denklemdeki önemli bir parametre n idi._e, galaksimizdeki yaşamı destekleyebilen, yani “yaşanabilir” gezegenlerin sayısı. O zamanlar gökbilimciler diğer yıldızların gezegen sistemlerine sahip olduğundan henüz emin değillerdi. Ancak Kepler gibi görevler sayesinde 5.523 dış gezegen doğrulandı ve diğer 9.867 tanesi de onaylanmayı bekliyor.

Bu verilere dayanarak gökbilimciler galaksimizdeki yaşanabilir gezegenlerin sayısı hakkında çeşitli tahminler ürettiler; bir tahmine göre en az 100 milyar. İçinde son çalışma şuraya gönderildi: arXiv Önbaskı sunucusunda Profesör Piero Madau, güneşimize 100 parsek (326 ışıkyılı) uzaklıktaki yaşanabilir gezegenlerin nüfusunu hesaplamak için matematiksel bir çerçeve sundu. Madau, Dünya ve güneş sisteminin normu temsil ettiğini varsayarak, bu uzay hacminin, yıldızlarının yaşanabilir bölgeleri (HZ’ler) içerisinde yörüngede dönen 11.000 kadar Dünya boyutunda karasal (diğer adıyla kayalık) ötegezegen içerebileceğini hesapladı.

Prof. Madau, Santa Cruz’daki Kaliforniya Üniversitesi’nde (UCSC) astronomi ve astrofizik profesörüdür. Çalışmasının merkezinde, adını güneş merkezli modelin mucidi ünlü Polonyalı gökbilimci Nicolaus Copernicus’tan alan Kopernik Prensibi yer alıyor. Kozmolojik İlke (ya da Sıradanlık İlkesi) olarak da bilinen bu ilke, ne insanların ne de Dünyanın evreni gözlemleme ayrıcalıklı bir konumda olmadığını belirtir. Kısacası güneş sistemine ve evrene baktığımızda gördüğümüz şey bütünün temsilcisidir.

Madau, çalışması için zamana bağlı faktörlerin evrenimizdeki yaşamın ortaya çıkışında nasıl hayati bir rol oynadığını değerlendirdi. Bu, galaksimizin yıldız oluşumu tarihini, yıldızlararası ortamın (ISM) ağır elementler (ilk yıldız popülasyonunun iç kısmında dövülmüş) tarafından zenginleştirilmesini, gezegenlerin oluşumunu ve suyun ve organik moleküllerin gezegenler arasındaki dağılımını içerir. . Madau’nun Universe Today’e açıkladığı gibi, zamanın ve yaşın merkezi rolü Drake Denklemi’nde açıkça vurgulanmıyor:

“Drake denklemi, bugün çevremizde yaşam barındıran dünyaların ve nihayetinde teknolojik olarak gelişmiş dünya dışı uygarlıkların tespit edilme olasılığını etkileyebilecek faktörlerin (olasılıkların) yararlı bir pedagojik özeti anlamına gelir. Ancak bu olasılık ve bu faktörler, diğer niceliklerin yanı sıra bağlıdır. Yerel Galaktik diskin yıldız oluşumu ve kimyasal zenginleşme geçmişinin yanı sıra basit mikrobiyal ve nihayetinde karmaşık yaşamın ortaya çıkışının zaman çizelgesi hakkında.”

Dünya, yaklaşık 4,5 milyar yıl önce güneşimizle birlikte oluşmuş (evrenin yaşının %33’ünden daha az olan) galaksimize nispeten yeni gelen bir yer. Bu arada yaşamın, Dünya’da var olan ilkel koşullardan ortaya çıkması yaklaşık 500 milyon yıl sürdü. 4 milyar yıl önce. Bundan yaklaşık 500 milyon yıl sonra, karbondioksiti metabolize eden ve yan ürün olarak oksijen gazı üreten tek hücreli organizmalar formunda fotosentez ortaya çıktı. Bu, atmosferimizin kimyasal yapısını kademeli olarak değiştirerek, yaklaşık 2,4 milyar yıl önce Büyük Oksidasyon Olayını ve sonunda karmaşık yaşam formlarının ortaya çıkmasını tetikledi.

Bunu uzun ve karmaşık bir kimyasal ve biyolojik evrim süreci takip etti ve sonunda karmaşık yaşam için uygun koşulların oluşmasına ve bilinen tüm türlerin ortaya çıkmasına yol açtı. Bu zamana bağlı adımların önemi göz önüne alındığında Madau, Drake Denklemi’nin hikayenin yalnızca bir parçası olduğunu savunuyor. Bunun ötesine geçerek, galaksinin bizim köşemizde “ılıman karasal gezegenlerin” (TTP’ler) ne zaman oluştuğunu ve mikrobiyal yaşamın ortaya çıkabileceğini tahmin etmek için matematiksel bir çerçeve oluşturdu.

Bu çerçeve, gökbilimcilerin, atmosferik biyolojik imza arayışında hangi potansiyel hedef yıldızların (kütle, yaş ve metalikliğe dayalı olarak) en uygun adaylar olabileceğini belirlemelerine olanak tanır. Madau’nun tanımladığı gibi yaklaşımı, uzun ömürlü yıldızların, ötegezegenlerin ve TTP’lerin yerel popülasyonunu, zamanın bir fonksiyonu olarak sayısal olarak çözülebilen bir dizi matematiksel denklem olarak ele almaktan ibarettir:

“Bu denklemler yıldız, metal, dev ve kayalık gezegenlerin değişen oranlarını ve güneş enerjisi mahallesinin tarihi boyunca yaşanabilir dünya oluşumunu tanımlıyor; bu yer, daha ayrıntılı hesaplamaların uzaydan ve yerden gelen yeni veriler çığıyla doğrulandığı yer. -tabanlı tesisler ve mevcut ve gelecek nesil yıldız ve gezegen araştırmalarının hedefi Denklemler doğası gereği istatistikseldir, yani bireysel gezegen sistemlerinin doğuşunu ve evrimini değil, (zaman içinde) değişen popülasyonu (sayıya göre) açıklarlar Güneşten 100 parsek uzaklıktaki TTP’lerin sayısı.”

Nihayetinde Madau’nun analizi, güneşe 100 parsek mesafede, yıldızlarının HZ’leri ile yörüngede dönen 10.000 kadar kayalık gezegenin bulunabileceğini gösterdi. Ayrıca, güneş sistemimizin yakınında TTP’lerin oluşumunun büyük olasılıkla aralıklı olduğunu, kabaca 10-11 milyar yıl önce bir yıldız oluşumu patlamasıyla başladığını ve bunu yaklaşık 5 milyar yıl önce güneş sistemini üreten başka bir olayın takip ettiğini buldu. Madau’nun matematiksel çerçevesinden çıkan bir başka ilginç çıkarım, 100 parsek içindeki çoğu TTP’nin muhtemelen güneş sisteminden daha eski olduğunu gösteriyor ve bu da partiye göreceli olarak geç kaldığımızı doğruluyor.

Bu çalışmanın dünya dışı yaşam arayışına ilişkin sonuçları da aynı derecede ilginçtir. Dünya üzerinde yaşamın ortaya çıkışına ilişkin genel kabul görmüş zaman çizelgesini (abiyogenez) kullanan ve diğer gezegenlerdeki yaşamın yaygınlığına ilişkin ihtiyatlı bir tahmin (Drake Denklemi’nin fl parametresi) uygulayan Madau’nun çerçevesi, aynı zamanda yaşamı barındıran en yakın dış gezegenin ne kadar uzakta olabileceğini de gösterdi. olmak:

“Yani, eğer mikrobiyal yaşam Dünya’daki TTP’lerin %1’inden fazlasında ortaya çıktığı anda ortaya çıkarsa (ki bu büyük bir ihtimal), o zaman en yakın, hayat barındıran Dünya benzeri gezegenin bizden yüzde 20 daha az uzakta olması beklenir. [65 light-years]”Bu, yeni nesil büyük yer tabanlı tesisler ve enstrümantasyon tarafından yaşanabilirlik işaretleri ve biyolojik imzaların araştırılmasında bazı ihtiyatlı iyimserliğin nedeni olabilir.” Söylemeye gerek yok, biyolojik imzaların tespit edilmesi son derece zor olacak. Ayrıca yaşamın bir kpc veya daha fazlasında tespit edebileceğimiz hiçbir biyolojik imzanın bulunmaması kadar nadir olması da mümkündür.”

Elbette güneş sistemimize yakın herhangi bir TTP’nin yaşamı destekleyebileceğinin garantisi yok. Abiyogenezin nedenleri ve ortak özellikleri, en az anlaşılan bilimsel araştırmalardan biridir; bunun temel nedeni, veri açısından çok zayıf olmasıdır. Tek bir örnekle (Dünya ve karasal organizmalar) donanmış olan bilim insanları, yaşamın ortaya çıkması için hangi koşulların birleşiminin gerekli olduğunu güvenle söyleyemezler. Madau ayrıca (Drake Denklemi gibi) yaklaşımının doğası gereği istatistiksel olduğunu vurguluyor. Bununla birlikte, çalışmalarının yakın gelecekte astrobiyoloji açısından önemli etkileri olabilir.

Bilim adamları, güneş sistemimizi bir rehber olarak kullanarak, çok miktarda veri içeren diğer birçok parametreyle (yani yıldız oluşumu, kütle, boyut, metallik ve bir yıldızın HZ’si içinde yörüngede dönen yakındaki ötegezegenlerin sayısı) birlikte şunları yapabilecekler: Yeni nesil teleskopları kullanarak araştırma yapmak için yıldız sistemlerine öncelik verin.

Madau şunları söyledi: “Dünya benzeri gezegenlerin verimi ve karakterizasyonu, gelecekteki uzay tabanlı amiral gemisi misyonları için temel bir bilimsel ölçüt olacaktır. Dış gezegenlerde yaşanabilir ortamlar ve yaşam için bir araştırma yapmak için hızla yaklaşan fırsatla birlikte, gerçek zorluklar da ortaya çıkıyor. Optimal bir gözlem stratejisi tasarlamak. Birkaç dış gezegen atmosferinin ayrıntılı spektral çalışmalarına, gezegen özelliklerindeki eğilimleri ortaya çıkarmak için tasarlanmış popülasyon çalışmaları ve biyolojik imzanın tespit edilebilirlik olasılığını değerlendirmemize olanak sağlayacak istatistiksel çalışmalar eşlik etmelidir.”