Il paradosso del cielo rosso ti farà mettere in discussione il nostro posto nell'universo

Il paradosso del cielo rosso ti farà mettere in discussione il nostro posto nell'universo


Nella grande scala cosmica, il nostro piccolo angolo di Universo non è poi così speciale - questa idea è il cuore del principio copernicano. Eppure c'è un aspetto importante del nostro pianeta che è davvero particolare: Il nostro Sole è una nana gialla. 


Poiché la nostra stella natale è quella che conosciamo più intimamente, si sarebbe tentati di assumere che le stelle nane gialle e bianche (nane FGK) siano comuni altrove nel cosmo. Tuttavia, sono lontane dalle stelle più numerose della galassia; questa particolare piuma appartiene al cappello di un altro tipo di stella - le nane rosse (nane M).


Non solo le nane rosse costituiscono il 75% di tutte le stelle della Via Lattea, ma sono molto più fredde e longeve di stelle come il Sole. Molto, molto più longeve.


Ci aspettiamo che il nostro Sole viva circa 10 miliardi di anni; le stelle nane rosse dovrebbero vivere trilioni. Così a lungo, infatti, che nessuna ha ancora raggiunto la fine della sua sequenza principale durante tutti i 13,4 miliardi di anni dal Big Bang.


Poiché le nane rosse sono così abbondanti, e così stabili, e poiché non dovremmo considerarci automaticamente speciali dal punto di vista cosmico, il fatto che non siamo in orbita attorno a una nana rossa dovrebbe essere in qualche modo sorprendente. Eppure, eccoci qui, in orbita attorno a una non così comune nana gialla.


Questo, secondo un documento dell'astronomo David Kipping della Columbia University, è il paradosso del cielo rosso - un corollario al paradosso di Fermi, che si chiede perché non abbiamo ancora trovato altre forme di vita intelligente, là fuori nel grande universo.


"Risolvere questo paradosso", scrive, "rivelerebbe una guida per l'orientamento dei futuri esperimenti di rilevamento della vita a distanza e i limiti della vita nel cosmo".


Le stelle nane rosse sono una prospettiva attraente per la ricerca di vita extraterrestre. Non bruciano come le stelle simili al Sole, il che significa che eventuali esopianeti che orbitano intorno ad esse devono essere più vicini per raggiungere temperature abitabili. A sua volta, questo potrebbe rendere tali esopianeti più facili da trovare e studiare, dal momento che orbitano intorno alle loro stelle più frequentemente di quanto la Terra faccia il Sole.


In effetti, gli astronomi hanno trovato parecchi esopianeti rocciosi - come la Terra, Venere e Marte - che orbitano intorno a stelle nane rosse in questa zona abitabile. E alcuni di loro sono anche relativamente vicini. È roba allettante, e certamente sembra che le stelle nane rosse dovrebbero ospitare la vita almeno da qualche parte, che è il motivo per cui gli astrobiologi stanno cercando.


Nel suo articolo, Kipping propone quattro soluzioni al paradosso del cielo rosso.


Risoluzione I: un risultato insolito

La prima è che, beh, siamo solo una stranezza pazzesca. Se i tassi con cui la vita emerge intorno ad entrambi i tipi di stelle sono simili, allora la Terra è un caso anomalo, e la nostra comparsa in orbita intorno al Sole è stata solo una possibilità su 100.


Questo creerebbe tensione con il principio copernicano, che afferma che non ci sono osservatori privilegiati nell'Universo, e che il nostro posto in esso è abbastanza normale. Il fatto che noi siamo degli outlier suggerirebbe che il nostro posto non è così normale.


Questa risposta non è impossibile, ma non è nemmeno particolarmente soddisfacente. Le altre tre risoluzioni forniscono risposte che non solo sono più soddisfacenti, ma potrebbero essere effettivamente testabili.


Risoluzione II: Vita inibita sotto un cielo rosso

Secondo questa risoluzione, Kipping sostiene che le nane gialle sono più abitabili delle nane rosse e, di conseguenza, la vita emerge molto meno spesso intorno alle nane rosse - circa 100 volte meno. Ci sono molte prove teoriche a sostegno di questa idea. Le nane rosse, per esempio, tendono ad essere chiassose, con molta attività di brillamento, e non tendono ad avere pianeti simili a Giove.


"Molto lavoro teorico ha messo in dubbio la plausibilità della vita complessa sulle nane M, con preoccupazioni sollevate riguardo al blocco di marea e al collasso atmosferico, alla maggiore esposizione agli effetti dell'attività stellare, alle fasi estese della sequenza pre-main e alla scarsità di compagni di dimensioni di Giove potenzialmente benefici", ha scritto Kipping.


"Su questa base, c'è un buon ragionamento teorico per sostenere la risoluzione II, anche se sottolineiamo che rimane osservativamente non verificata". 


Risoluzione III: Una finestra troncata per la vita complessa

Qui, l'argomento è che la vita semplicemente non ha avuto abbastanza tempo per emergere intorno alle stelle nane rosse.


Questo può sembrare controintuitivo, ma ha a che fare con la fase di pre-sequenza principale della vita della stella, prima che inizi a fondere l'idrogeno. In questo stato, la stella brucia più caldo e più luminoso; per le nane rosse, dura circa un miliardo di anni. Durante questo periodo, un effetto serra permanente potrebbe essere innescato su qualsiasi mondo potenzialmente abitabile.


Questo potrebbe significare che la finestra per una biologia complessa per emergere su pianeti rocciosi su nane bianche e gialle è molto più lunga di quella delle nane rosse.



Risoluzione IV: Una scarsità di pallidi punti rossi

Infine, anche se circa il 16% delle nane rosse con esopianeti sono elencate come ospitanti esopianeti rocciosi nella zona abitabile, forse questi mondi non sono così comuni come pensavamo. Le nostre indagini campionano le nane rosse più massicce, perché sono le più luminose e facili da studiare; ma cosa succede se quelle più piccole, di cui sappiamo relativamente poco, non hanno esopianeti rocciosi nella zona abitabile?


Poiché le nane rosse di bassa massa sono, infatti, le più numerose, questo potrebbe significare che gli esopianeti rocciosi della zona abitabile sono 100 volte meno comuni intorno alle nane rosse di quanto lo siano intorno alle nane gialle.


"In questo caso, la vita intelligente è rara nel cosmo e si riproduce universalmente tra le nane M e FGK, ma i mondi abitabili sono almeno due ordini di grandezza meno comuni intorno alle nane M rispetto alle FGK", ha scritto Kipping.


"Due ordini di grandezza sono una differenza considerevole che rende questa una spiegazione particolarmente interessante. Questo richiederebbe che la stragrande maggioranza dei molti noti pianeti temperati di dimensioni terrestri intorno alle nane M siano in qualche modo inospitali per la vita, o che le nane M di tipo tardo (fine massa bassa) raramente ospitino mondi abitabili".


È anche possibile che la risposta si trovi in diverse di queste risoluzioni, il che permetterebbe che l'effetto in una qualsiasi area sia meno pronunciato. E potremmo essere in grado di ottenere presto una conferma. Con il miglioramento della nostra tecnologia, per esempio, saremo in grado di vedere meglio le stelle nane rosse di massa inferiore e cercare pianeti in orbita intorno ad esse.


Avendo fatto questo, se troviamo esopianeti rocciosi, possiamo dare un'occhiata più da vicino alla loro potenziale abitabilità, determinando se orbitano nella zona abitabile, e se la vita lì potrebbe essere stata ostacolata da processi stellari.


"In definitiva", ha scritto Kipping, "risolvere il paradosso del cielo rosso è di interesse centrale per l'astrobiologia e il SETI, con implicazioni su quali stelle dedicare le nostre risorse, oltre a porre una domanda fondamentale sulla natura e i limiti della vita nel cosmo".


La ricerca è stata pubblicata su PNAS.

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