Коперниканский принцип, названный в честь Николая Коперника (который предложил гелиоцентрическую модель Вселенной), гласит, что Земля и люди не занимают привилегированного места во Вселенной. С космологической точки зрения это означает, что Земля является представителем нормы, а жизнь, вероятно, существует по всему космосу. Хотя наши попытки найти внеземную жизнь (область исследований, известная как астробиология), пока не принесли результатов, эти попытки были ограничены в своём масштабе. В результате учёные вынуждены строить предположения, основываясь на единственной известной планете, поддерживающей жизнь, — Земле.

Благодаря огромному количеству открытий экзопланет, было обнаружено множество каменистых планет, вращающихся в орбитах в пределах зон обитаемости красных карликов. На протяжении десятилетий ведётся дискуссия о том, могут ли эти системы быть нашим лучшим шансом найти доказательства жизни за пределами Земли. В недавнем исследовании профессор Дэвид Киппинг рассматривает два ключевых факта, которые могут означать, что человечество является исключением. Основываясь на возрасте Вселенной и относительной редкости нашего Солнца, он приходит к выводу, что астробиологи, исследующие планеты красных карликов, возможно, ищут не там, где нужно.

Профессор Киппинг является доцентом кафедры астрономии Колумбийского университета, бывшим стипендиатом Карла Сагана и Идины Мензел в Гарварде, а также руководителем лаборатории Cool Worlds Laboratory Колумбийского университета. Эта группа занимается исследованием внесолнечных планетных систем с упором на потенциально пригодные для жизни (или «прохладные») планеты, а также разработкой новых методологий и техник для выявления признаков потенциальной технологической активности (также известных как техносигнатуры). Статья «Солнечная гегемония: M-карлики вряд ли могут быть домом для таких наблюдателей, как мы» была недавно опубликована в журнале American Astronomical Society Journals.

Как отмечает Киппинг, идея о том, что Земля — «заурядная» и типичная планета во Вселенной, глубоко укоренилась в сознании общественности. Это можно объяснить влиянием Карла Сагана и космологов, начиная с Константина Циолковского (1857-1935), чьи труды о космических полётах и возможности существования внеземных цивилизаций оказали значительное влияние на учёных и инженеров XX века. Но, как пишет Киппинг, корни этого явления уходят ещё глубже:

У этого есть долгая история, берущая начало от коперниканской революции. Теология исторически часто представляла человечество (и, по ассоциации, Землю) как имеющее центральное значение, но современная наука последовательно понизила наше привилегированное положение, например, осознав, что Земля вращается вокруг Солнца, Солнце является одной из миллиардов звёзд в нашей галактике, а наша галактика также является одной из миллиардов. Поэтому существует тенденция считать, что всё, что нас окружает, является типичным, поскольку это, похоже, было повторяющейся темой последних четырёх веков астрономии.

Выведя Землю из центра Вселенной, Коперник вызвал революцию в астрономии и в том, как люди воспринимают своё место во Вселенной. Карл Саган подчеркнул это достижение в своей основополагающей статье «Солипсистский подход к внеземному разуму», написанной в ответ на предположение Харта и Типлера о том, что внеземных цивилизаций не существует. «Одним из отличительных черт и триумфов прогресса науки стала депровинциализация нашего мировоззрения», — писал он, ссылаясь на многочисленные научные революции, которые показали, что ни человечество, ни Земля не являются уникальными или исключительными во Вселенной.

Отвечая на вопрос об отсутствии доказательств существования внеземной жизни, Саган дал знаменитый ответ: «Но отсутствие доказательств не является доказательством отсутствия». Эта мысль легла в основу исследований в области астробиологии и всех усилий по поиску внеземного разума (SETI) за последние шестьдесят лет. Однако, как подчёркивает Киппинг в своём последнем исследовании, существуют две важные проблемы, которые ставят под сомнение эту точку зрения. Как он объясняет:

В своей статье я рассматриваю две загадки, которые, несомненно, являются необычными. Около 80 % звёзд являются карликами класса M, которые, по-видимому, часто имеют каменистые планеты в своих обитаемых зонах, но мы не живём рядом с одной из них — я назвал это «парадоксом красного неба» в своей предыдущей статье. Во-вторых, период звёздообразования во Вселенной продлится до 10 000 гигалет от настоящего момента, однако мы живём в первых 0,1 % этого периода, когда Вселенной всего 13,8 гигалет.

Для тех, кто оптимистично настроен в отношении существования внеземного разума и возможности установления контакта с ним человечеством в будущем, существует множество убедительных аргументов. Во-первых, в Млечном Пути находится от 100 до 200 миллиардов звёзд (хотя по некоторым оценкам их число может быть и выше), что даёт практически бесконечные возможности для зарождения жизни. Во-вторых, есть возраст самой Вселенной (13,8 миллиарда лет), который делает нашу Солнечную систему относительным новичком в космосе, поскольку она сформировалась примерно 4,6 миллиарда лет назад. Между этими двумя неоспоримыми фактами статистическая вероятность существования разумной жизни в нашей галактике очень высока.

Однако Киппинг отмечает, что эти два момента имеют свои недостатки и что современная астрономия раскрыла более подробную информацию об астрономических объектах, что поворачивает стрелку в противоположном направлении. «Да, Солнце — одна из миллиардов звёзд, но несколько свойств явно выделяют его среди этой выборки, — сказал он. — Например, звезды-карлики класса G составляют лишь несколько процентов от общего числа, и даже среди них Солнце является несколько необычным, поскольку представляет собой довольно спокойную одиночную звёздную систему, сопровождаемую двумя планетами размером с Юпитер (только около 10% аналогов Солнца имеют Юпитеры)».

Многие учёные считают, что наличие Юпитера и других гигантских планет во внешней части Солнечной системы является необходимым условием для существования жизни. Благодаря их гравитационному притяжению объекты, направляющиеся во внутреннюю часть Солнечной системы, часто захватываются и даже сталкиваются с этими гигантами, как показал пример кометы Шумейкера-Леви 9, которая столкнулась с Юпитером в 1994 году (что стало первым прямым наблюдением столкновения объектов Солнечной системы). Кроме того, необходимо учитывать временную шкалу Вселенной и относительно «позднее появление» Солнечной системы.

Хотя почти наверняка можно сказать, что условия и строительные блоки для жизни существовали миллиарды лет до появления жизни на Земле (около 4 миллиардов лет назад), пройдут триллионы лет, прежде чем все звёзды во Вселенной исчерпают своё топливо и умрут. В то время как звёзды, подобные нашему Солнцу, умрут раньше, красные карлики, как ожидается, останутся в фазе главной последовательности до десяти триллионов лет. Учитывая эту длительную временную шкалу, «звёздный период», о котором упомянул Киппинг, человечество может на самом деле быть «ранним участником вечеринки» — возможность, ранее исследованная профессором Гарвардского университета Ави Лоебом.

К сожалению, вопрос о том, могут ли каменистые планеты, вращающиеся в зоне обитаемости красных карликов типа M, поддерживать жизнь, остаётся открытым. Хотя некоторые исследования показали, что приливные заблокированные планеты могут получать достаточно тепла на стороне, обращённой к солнцу, чтобы поддерживать жидкую воду и условия, благоприятные для жизни, другие исследования показали, что природа звёзд типа M неблагоприятна для обитаемости. К ним относятся их нестабильность (по сравнению с такими звёздами, как Солнце), склонность к образованию массивных солнечных пятен и склонность к вспышкам активности.

К ним относятся «супервспышки», которые выделяют достаточно электромагнитной энергии, чтобы срывать атмосферу планет, хотя наблюдения показали, что эти явления в основном ограничены полюсами. Чтобы оценить вероятность того, что звёзды типа M являются хорошим местом для поиска внеземной жизни (и того, что Земля может быть исключением), Киппинг провёл байесовский статистический анализ двух поднятых им вопросов: редкости звёзд типа G и «звёздного периода» Вселенной. Как он объяснил, его анализ показал, что существование человечества нельзя объяснить «удачей или случайностью»:

В моей статье вероятность такого развития событий оценивается как 1600:1. В науке мы обычно считаем, что соотношение выше 10:1 является весомым доказательством, а 100:1 — «решающим», поэтому 1600:1 — это действительно огромное соотношение, с которым стороннику теории везения будет трудно смириться. Я рассматриваю два возможных решения. Первое заключается в том, что планеты имеют ограниченный срок жизни для появления таких наблюдателей, как мы, а второе — в том, что звёзды с массой ниже определённого предела не производят наблюдателей. Второе решение гораздо лучше объясняет данные, его вероятность составляет около 30:1. Результатом является пороговое значение, согласно которому звёзды с массой ниже 0,34 массы Солнца не производят наблюдателей с вероятностью 95 %, что охватывает около 2/3 всех звёзд во Вселенной.

Это может быть плохой новостью для тех, кто надеется увидеть многочисленные каменистые планеты, вращающиеся вокруг близлежащих красных карликов. В пределах 50 световых лет от Земли есть 30 систем, в которых подтверждено наличие каменистых экзопланет. Из них 28 находятся в системах красных карликов, включая ближайшую каменистую экзопланету за пределами нашей Солнечной системы (Проксима b), расположенную примерно в 4,25 световых годах от нас. Хотя проект Breakthrough Starshot, похоже, застрял на стадии исследований и разработок, существуют и другие попытки создать световой парус, который мог бы долететь до Проксимы Центавра за время жизни человека, — например, концепция Swarming Proxima Centauri.

Тем не менее, эти выводы не исключают возможности существования жизни на планетах, обращающихся вокруг звёзд типа M, но ставят эту перспективу под сомнение с здоровой долей скептицизма. Между тем Киппинг подчёркивает, что усилия астробиологов необходимо расширить, чтобы продолжить поиск аналогов Земли, обращающихся вокруг звёзд, подобных Солнцу. Эти усилия получат огромную поддержку, когда в космос будет запущена предлагаемая Обсерватория обитаемых миров (HWO), что, как ожидается, произойдёт к середине 2040-х годов. Как резюмировал Киппинг:

У нас есть веские причины скептически относиться к низкомассивным звёздам, на которых может существовать сложная жизнь, например, из-за их интенсивной вспышечной активности. Но это всё ещё в значительной степени спекуляции. В моей статье нет никаких таких спекуляций; это анализ нашего существования и популяции/эволюции звёзд. Поэтому обнадёживает, что тот же результат получается из совершенно другого аргумента, и в совокупности, я думаю, это вызывает серьёзные сомнения в том, что SETI слишком интенсивно изучает M-карлики. Я, конечно, не предлагаю им отказаться от изучения M-карликов, но я бы рекомендовал будущим программам уделять приоритетное внимание G-карликам (как это будет делать HWO).