Drake-egyenlet átdolgozása a Kepler-űrtávcső adataival: exobolygók száma és a Földön kívüli civilizációk becslése

A Kepler-űrtávcső a végét járja, de felfedezései új lendületet adhatnak a Földön kívüli civilizációk utáni kutatásnak. A Kepler eddigi adatai alapján korszerűsítették a híres Drake-formulát. Frank Drake amerikai csillagász jó fél évszázada, 1961-ben írta fel híres formuláját, amelynek segítségével megpróbálta kiszámítani, hány idegen civilizáció létezhet a Tejútrendszerben. Az azóta eltelt évtizedekben sokan alkalmazták a híres egyenletet, de ahányan próbálkoztak, annyiféle eredményt kaptak - sokszor egymástól nagyságrendekkel eltérő számokat. A bizonytalanság oka, hogy Drake idejében néhány, a képletben szereplő paraméter értékéről fogalmuk sem volt a csillagászoknak. Ezen paraméterek közé tartozott a csillagok körül keringő bolygók száma, különösen pedig az úgynevezett lakható zóna bolygóinak száma.

Az elmúlt fél évszázad legtöbb mindent megváltoztatott ezen a területen. Főként a Kepler-űrtávcső eredményeinek köszönhetően az elmúlt években gombamód szaporodtak a Naprendszeren kívül felfedezett planéták, az úgynevezett exobolygók. Igaz, hogy a Kepler-űrtávcsőnél a közelmúltban problémák léptek fel, sőt úgy tűnik, a végét járja, eddigi felfedezései azonban lehetővé teszik, hogy a Drake-formula légből kapott adatait kevésbé megalapozatlanokkal felcserélve a Földön kívüli civilizációk számára vonatkozó becsléseink pontosabbak legyenek. (A Keplerrel dolgozó csillagászok több mint 130 exobolygót fedeztek fel, emellett mintegy 3000 további lehetséges jelöltet azonosítottak az elmúlt négy évben. Ha azonban a távcső valóban felmondja a szolgálatot, akkor ez utóbbiak örökre elvesznek.)

A Drake-egyenlet: az alapelvek

A Drake-formulát a galaxisunkban egyidejűleg létező, magasan fejlett civilizációk számának becslésére használják. Az egyenletben szereplő tényezők közös nevezője, hogy mind a földihez hasonló fizikai és élettani feltételek valószínűségeit, mind pedig a technológiai élet létrejöttének esélyeit megpróbálják megbecsülni. Dr. Frank Drake az 1960-as években dolgozta ki a képletet, amely azóta is gyakran felbukkan a közegészségügyi és asztrobiológiai vitákban. A hagyományos formában így írják le: N = R × fp × ne × fl × fi × fc × L, ahol N a kommunikációra képes technikai civilizációk száma, és a többi tényező a galaxisban lévő csillagok, bolygók és az élet létrejöttének valószínűségeit fejezi ki.

Az eredeti képlet megértése és alkalmazása azonban komoly bizonytalanságokra épül. A galaxisunkban lévő csillagok száma, a bolygók aránya, a lakható zónában lévő bolygók aránya, a tényleges élet és intelligencia megjelenésének valószínűsége, valamint a hosszú távú kommunikáció lehetősége mind olyan tényezők, amelyeket a modern adatokkal többnyire csak becslésekkel lehet közelíteni. A kapcsolatképesség is problémát jelent: a távolságok óriások, így a potenciális civilizációk közötti kommunikáció hosszú ideig tartó, rendkívül ritka jelenség lehet.

Seager és a Kepler adatai által megerősített bővítések

Kepler adatait felhasználva Sara Seager, a MIT professzora elérkezettnek látta az időt a Drake-egyenlet „ráncfelvarrására”. Eredményeit a Cambridge-i konferencián mutatta be, és előremutató dolgozatában már a James Webb űrtávcső várható megfigyeléseinek szerepére is utal. A Kepler megfigyelései az eredeti Drake-egyenlet hét tényezője közül kettő meghatározását pontosítják: hogy a csillagok hányadrésze körül keringenek bolygók, illetve a bolygók közül hány esik a lakható zónába. A Kepler adataiból a bolygó méretére és csillagától való távolságára is következtetni lehet, így eldönthető, hogy a Neptunuszhoz hasonló gázóriást vagy a Földhöz hasonló kőzetbolygót lát-e a távcső.

A diplomázó szakemberek két csillagot ajánlanak figyelembe venni: Napnál kisebb és hidegebb vörös törpecsillagokat, amelyek körül a lakható zóna közelebb van a csillaghoz. Ezeknél a csillagoknál könnyebb felfedezni az életzónában keringő kőzetbolygókat, ráadásul a vörös törpék a Tejútrendszer leggyakoribb csillagtípusát jelentik. A legközelebbi Föld-hasonló exobolygók közelsége miatt a Webb-űrtávcsővel végzett megfigyelések különösen ígéretesek lehetnek.

Vörös törpék és a Webb-korszak

A vörös törpék kőzetbolygói esetében könnyebb felismerni a légkörökben jelen lévő, az élet jelenlétére utaló gázokat. Seager becslése szerint a Webb-űrtávcsővel a 2018-ban induló programnál 30 000-50 000 vörös törpe körül keringő, Föld méretű bolygó lehet megfigyelhető, és a lakható zónában keringő bolygók aránya 0,15. Ezek közül minden ezer fedés közül várhatóan egy esetben fedezhető fel a Webb segítségével. Becslése szerint ezek mindegyikén jelen lehet az élet, és 50%-uknál a szintézisszerű jelek a légkörben kimutathatók a fedseknél. Így két csillag körül kell a Webb-űrtávcsővel megvizsgálni a jelölteket.

A legfrissebb hírek szerint a Drake-egyenlet megértéséhez a földtől elérhető és a valódi lakhatóságot meghatározó tényezők továbbfejlesztése szükséges. A Drake-képlet módosítására a Texasi Egyetem és az ETH Zürich kutatói is javaslatot tettek: a kontinensek és óceánok megléte, valamint a hosszú távú lemeztektonika fontos tényezők a civilizációk megjelenésében. Becslésük szerint a bolygóknek ez a kombinációja mindössze 0,2%-os eséllyel áll fenn, azaz 1000 bolygóból mindössze kettő felel meg ezeknek a feltételeknek.

A módosított Drake-egyenlet és a galaxis lakhatósága

Az említett tényezőkkel módosított Drake-egyenlet arra utal, hogy a fejlett civilizációk rendkívül ritkák lehetnek, és a bolygók megfelelő körülményei között megjelenő intelligens élet esélye 0,0034% és 0,17% között van. Ez azt jelenti, hogy galaxisunkban 0,006-tól akár 100 000 aktív, kommunikatív civilizáció létezhet, bár a tényleges szám valószínűleg az alsó határon van. Így könnyen lehet, hogy nincs más értelmes élet a galaxisunkban, és ez egy részben magyarázat a Fermi-paradoxonra is. A kutatók szerint ezek az alsó határok közel esnek a nullához, és ez segíthet megmagyarázni, hogy eddig miért nem érzékeltünk jeleket más civilizációktól.

Természetesen a Drake-egyenlet továbbra sem végleges, mivel rengeteg érték ismeretlen a világegyetemben. Javasolt továbbá, hogy a bolygók légkörének összetétele és a kommunikációs technológia fejlődése is vegye figyelembe a számításokat. A Drake-egyenlet alakulásáról és a modern megközelítésekről továbbra is beszámolnak kutatók a SETI és a kozmikus kutatások területén. A módszertani viták egyik élén Jeff Coughlin, a SETI Intézet exobolygó-kutatója és a Kepler tudományos hivatal igazgatója áll, aki szerint a Drake-formula alapelve, és a modern adatok kombinálása hozzájárulhat a Kozmosz megértéséhez.

Ez a megközelítés rámutat arra, hogy akár 300 millió exobolygó is lakható lehet a galaxisban, és hogy a Kepler és Gaia adatait, valamint a Webb-űrtávcsőre alapozott megfigyeléseket összhangba kell hozni a pontosabb becslések érdekében. A Drake-egyenlet napjainkra gyakorta kritizált, de a modern adatokkal együtt is értékes gondolkodási térkép marad az élet és az intelligens civilizációk kutatásában. A teljes bizonytalanság ellenére érdemes folyamatosan frissíteni a modellparamétereket, hiszen a jövőben új felfedezések akár teljesen megváltoztathatják a becsléseket.

Az adattárak és a közelmúlt kutatási eredményeinek összegzése

A Drake-egyenlet felhasználható a lakható bolygók és a potenciális élet esélyeinek becslésére, különösen az olyan vörös törpék rendszereiben, ahol a lakható zóna közelebb van a csillaghoz. A Kepler és Gaia adatokkal a számítások jobban tükrözik a csillagok, naprendszerek és exobolygók változatosságát a Naprendszerhez képest. Michelle Kunimoto szerint a hosszú távú kutatások nélkülözhetetlenek a bolygók atmoszférájának és a folyékony víz jelenlétének megértéséhez. A kutatók hangsúlyozzák, hogy a jövőbeni missziók és megfigyelések (például Webb) kulcsfontosságúak lesznek a lakhatóság jobb feltárásához.

tags: #lakhato #bolygok #szama

Népszerű bejegyzések:

• Lakásfelújítás új építésű ingatlanban
• Részletes útikalauz Hajdúnánás és Hajdúszoboszló környékére
• Részletes áttekintés: Sándorfalva üdülőben lévő családi ház
• OBI zsíkós termőföld – praktikus, tápanyagban gazdag megoldások kiskertekhez
• Gyors és rugalmas belső térelválasztás gipszkartonból