Σε πόσους πλανήτες του Γαλαξία μας υπάρχει ζωή;

Δεν είναι εύκολο να καθορίσουμε ποιες ακριβώς είναι οι συνθήκες που ευνοούν την ανάπτυξη ζωής σε έναν πλανήτη, ειδικά μάλιστα αν δεν γνωρίζουμε τι ακριβώς εννοούμε με τον όρο «ζωή». Αν όμως περιορίσουμε τη φαντασία μας σε ό,τι συμβαίνει στη Γη, διαπιστώνουμε ότι βασικό στοιχείο της ζωής είναι το νερό – και μάλιστα σε υγρή μορφή. Ζούμε σε έναν πλανήτη που βρίσκεται σε μια «μέση» απόσταση από τον Ηλιο. Ούτε πολύ κοντά, ώστε το νερό να έχει εξατμιστεί από την πολλή ζέστη, ούτε πολύ μακριά, ώστε να έχει παγώσει από την έλλειψη φωτεινής ενέργειας. Με βάση αυτό το στοιχείο συμπεραίνουμε ότι η απόσταση ενός πλανήτη από το κεντρικό αστέρι του είναι ένας πολύ σημαντικός παράγοντας.

Υπάρχουν όμως και άλλες προϋποθέσεις για την ανάπτυξη ζωής σε έναν πλανήτη, οι οποίες μόλις τώρα τελευταία άρχισαν να γίνονται κατανοητές. Οι προϋποθέσεις αυτές έχουν σχέση όχι πια με τη θέση του πλανήτη γύρω από το κεντρικό αστέρι αλλά με τη θέση του αστεριού στον Γαλαξία. Ο Ηλιος μας, καθώς και όλα τα αστέρια που βλέπουμε το βράδυ στον ουρανό, είναι ένα ασήμαντο τμήμα από τα 200 δισ. αστέρια που αποτελούν τον Γαλαξία. Πρόσφατες παρατηρήσεις έχουν δείξει ότι πολλά από αυτά τα αστέρια περιβάλλονται από πλανήτες. Πόσοι από αυτούς άραγε έχουν συνθήκες κατάλληλες για την ανάπτυξη ζωής;

Ο Γαλαξίας μας είναι ένας πεπλατυσμένος δίσκος με διάμετρο 100.000 έτη φωτός. Στο κέντρο του δίσκου βρίσκεται ο πυρήνας ενώ στην περιφέρεια του δίσκου διακρίνουμε τις σπείρες. Στον πυρήνα η πυκνότητα των αστεριών είναι μεγάλη, δηλαδή υπάρχουν συγκεντρωμένα πολλά αστέρια σε μικρό χώρο. Το αποτέλεσμα είναι πως οι κομήτες, που βρίσκονται στις πιο απομακρυσμένες περιοχές του κάθε πλανητικού συστήματος, διαταράσσονται από τα γειτονικά αστέρια και οδηγούνται στην κεντρική περιοχή. Εκεί συγκρούονται με τους πλανήτες και προκαλούν τεράστιες οικολογικές καταστροφές, που καταστρέφουν όποια μορφή ζωής έχει προλάβει να αναπτυχθεί. Αντίθετα, στην περιοχή όπου βρίσκεται ο Ηλιος μας, σε απόσταση 27.000 ετών φωτός από το κέντρο του Γαλαξία, η πυκνότητα των αστεριών είναι μικρή. Ετσι οι περισσότεροι κομήτες παραμένουν σε ασφαλή απόσταση, οι συγκρούσεις των πλανητών με κομήτες είναι πιο σπάνιες και στα ενδιάμεσα διαστήματα μεταξύ συγκρούσεων είναι δυνατή η ανάπτυξη πολύπλοκων μορφών ζωής.

Το περιβάλλον στις σπείρες του Γαλαξία είναι ακόμη χειρότερο. Εκεί η πυκνότητα των αστεριών δεν είναι ιδιαίτερα μεγάλη, υπάρχουν όμως μεγάλα σύννεφα από αέρια και σκόνη. Το σύννεφα αυτά όχι μόνο διαταράσσουν τους κομήτες, οδηγώντας τους σε συγκρούσεις με τους πλανήτες, αλλά παράλληλα τροφοδοτούν συνεχώς τη δημιουργία νέων αστέρων. Οι μεγαλύτεροι από αυτούς τελειώνουν τη ζωή τους με μια μεγάλη έκρηξη υπερκαινοφανούς, η οποία συνοδεύεται από την εκπομπή επικίνδυνης ακτινοβολίας. H ακτινοβολία αυτή «αποστειρώνει» κυριολεκτικά όλους τους γειτονικούς πλανήτες από κάθε ίχνος ζωής. Τα περισσότερα αστέρια του γαλαξιακού δίσκου ακολουθούν ελλειπτικές τροχιές, οι οποίες τα οδηγούν σε συχνές διελεύσεις μέσα από τις σπείρες. Αντίθετα, ο Ηλιος ακολουθεί κυκλική τροχιά παραμένοντας για 100 εκατ. χρόνια έξω από τις σπείρες και μόνο για 10 εκατομμύρια μέσα σε αυτές. Το γεγονός αυτό χαρίζει στη Γη μεγάλα χρονικά διαστήματα ήπιων συνθηκών, κατά τα οποία έγινε δυνατόν να αναπτυχθεί η ζωή.

Αν εξαιρέσουμε τα αστέρια του πυρήνα και των σπειρών, μπορούμε άραγε να υποθέσουμε ότι όλα τα άλλα αστέρια του Γαλαξία είναι δυνατόν να συνοδεύονται από πλανήτες με ανεπτυγμένη ζωή; H απάντηση είναι όχι, επειδή πέρα από τη θέση στον Γαλαξία πρωταρχικό ρόλο στην ανάπτυξη ζωής σε έναν πλανήτη παίζει και η χημική του σύσταση. H σύσταση αυτή μπορεί να εκτιμηθεί από τη σύσταση του αστεριού γύρω από το οποίο αυτός περιφέρεται, επειδή οι πλανήτες δημιουργούνται από το ίδιο σύννεφο αερίων και σκόνης από το οποίο δημιουργείται και το κεντρικό αστέρι. Αν αναζητούμε ζωή με χαρακτηριστικά παρόμοια με αυτά που έχουν οι γήινοι οργανισμοί, θα πρέπει να αναζητούμε και πλανήτες με την κατάλληλη χημική σύσταση. Γνωρίζουμε ότι η στερεή επιφάνεια της Γης αποτελείται κυρίως από πυρίτιο και μέταλλα, ενώ οι ίδιοι οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται βασικά από άνθρακα, άζωτο, οξυγόνο και υδρογόνο. Το πρωτογενές υλικό του Σύμπαντος, όμως, από το οποίο δημιουργήθηκε η πρώτη γενιά αστέρων, απετελείτο αποκλειστικά και μόνο από υδρογόνο και ήλιο, αέρια και τα δύο που όχι μόνο δεν μπορούν να δημιουργήσουν στερεές επιφάνειες αλλά ούτε καν ενώνονται για τη δημιουργία χημικών ενώσεων. Αρα οι πλανήτες που περιφέρονται γύρω από αστέρια της πρώτης γενιάς δεν είναι δυνατόν να έχουν αναπτύξει ζωή.

Οταν τα αστέρια της πρώτης γενιάς έφθασαν στο τέλος της ζωής τους, εξερράγησαν ως υπερκαινοφανείς και σκόρπισαν στον μεσοαστρικό χώρο τα άτομα οξυγόνου, άνθρακα και των υπόλοιπων βαρέων στοιχείων που είχαν δημιουργηθεί στο εσωτερικό τους από θερμοπυρηνικές αντιδράσεις. Επομένως αναμένουμε να υπάρχουν πλανήτες κατάλληλοι για την ανάπτυξη ζωής μόνο σε αστέρια δεύτερης ή και νεότερης γενιάς, τα οποία μάλιστα βρίσκονται μακριά από τον πυρήνα και τις σπείρες. Αυτά τα αστέρια, που είναι περίπου 20 δισεκατομμύρια, άρχισαν να δημιουργούνται πριν από 8 δισ. χρόνια. Επειδή ο Ηλιος μας δημιουργήθηκε πριν από μόλις 4,5 δισ. χρόνια, φαίνεται ότι οι πρώτες μορφές ζωής θα πρέπει να δημιουργήθηκαν σε άλλους πλανήτες 3,5 δισ. χρόνια πριν από την εμφάνιση της ζωής στη Γη. Αλλά ένας πολιτισμός 3,5 δισ. χρόνια προγενέστερος του δικού μας θα έπρεπε να είναι τόσο πολύ ανεπτυγμένος τεχνολογικά ώστε να έχει αποικήσει όλον τον Γαλαξία. Αφού η παρουσία άλλων πολιτισμών στη γειτονιά μας δεν είναι καθόλου εμφανής, οι επιστήμονες διερωτώνται μήπως η ζωή στη Γη αποτελεί την εξαίρεση ανάμεσα στους πλανήτες του Γαλαξία μας και όχι τον κανόνα.

Ο κ. X. Βάρβογλης είναι αναπληρωτής καθηγητής του Τμήματος Φυσικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης.