Eksoplaneetta hukassa

Universumin havaitsijat

21.10.2025 klo 11.46, kirjoittaja Mikko Tuomi
Kategoriat: Astrobiologia , Eksoplaneetat , Elinkelpoisuus

Eksoplaneetat ovat hyvin tavallisia. Niitä syntyy herkästi kaikkialle ja niitä löytyy runsain mitoin likimain kaikkien tähtien kiertoradoilta, sekä sen lisäksi vielä tähtienvälisestä avaruudestakin. Niiden potentiaalinen elinkelpoisuuskin on erittäin yleistä. Auringon lähinaapurustossa on karkeasti luokkaa yksi elinkelpoisen vyöhykkeen planeetta tähteä kohti. Katsoessamme Aurinkokuntaa tarkemmin, olemme lisäksi oppineet huomaamaan aliarvioineemme sen, kuinka monta elinkelpoista maailmaa yhteen planeettakuntaan mahtuu.

Emme enää pidä Marsia edottoman elottomana kiviplaneettana, vaan planeettatutkijat ovat ryhtyneet puhumaan sen muinaisesta elämästä täysin varteenotettavana hypoteesina. Silloin sen elämä olisi voinut pintaolosuhteiden kuivuessa vain paeta planeetan pinnan alle, kuorikerroksen sisään, jossa on runsain mitoin vettä ja jossa Maapallollakin, jalkojemme alla, kukoistaa suunnaton biosfääri. Vastaavanlaisia aavistuksia on alkanut pulpahdella pintaan Venuksen suhteen. Venuksella on Marsin tapaan kostea menneisyys, mutta vaikka sen pinta on nykyisellään tappavan kuuma kaikelle kuviteltavissa olevalle elämälle, tilanne on toinen sen ikuisessa pilvikerroksessa. Pilvissä on vettä, ja ne saattaisivat periaatteessa tarjota jopa elinympäristön pisaroissa elämiseen sopeutuneille mikrobeille. Elämästä ei ole havaittu merkkejä, mutta on selvää, että Aurinkokunta ei ole yksittäisen elinkelpoisen planeetan varassa. Elämällä on mahdollisuutensa huomattavasti laajemmalti.

Myös lukuisat Aurinkokunnan jäiset kuut piilottelevat kuorensa alla nestemäisten valtamerten saaristoa. Viimeisimpänä olemme saaneet tietoa valtameristä Saturnuksen kuun Mimasin sekä Uranuksen kuun Arielin jääkuorien alla. Tiedot viittaavat jäänalaisten valtamerten suunnattomaan yleisyyteen maailmankaikkeudessa, mikä tarjoaa elämälle ainutlaatuiset mahdollisuudet. Elinkelpoisen vyöhykkeen määrittelyssä tulisikin ottaa huomioon huomattavasti nykyistä laajempi olosuhteiden kirjo. On selvää, että pelkkä pinnalla virtaava vesi ei riitä tuottamaan sitä monipuolista maailmojen joukkoa, joka kykenee periaatteessa elämän ylläpitoon.

Kuitenkin, Maan elämä on erityisasemassa, koska ymmärtääksemme vain se kykenee tuottamaan ja ylläpitämään maailmankaikkeuden havaitsemiseen pystyviä lajeja. Teknisten, teleskooppeja ja avaruusraketteja rakentavien sivilisaatioiden kehittyminen ei ole mahdollista planeetan tai kuun pinnan alla, eikä edes monisoluisen elämän selviäminen ole varmaa sellaisissa olosuhteissa. Mutta jos planeettoja on sittenkin riittämiin, ja niiden elinkelpoisuus on yleistä, voimmeko päätellä millään lailla mistä merkkejä toisista teknisistä sivilisaatioista kannattaa etsiä? Britannialainen astronomi David Kipping on jälleen keksinyt uuden ilmiselvän tavan tehdä päätelmiä. Tavallaan ainakin.

---

Sivuutamme helposti sen tosiasian, että taivaamme on sininen. Aurinko säteilee laajan spektrin säteilyä, joka kattaa koko näkyvän valon aallonpituuskaistan. Kyse ei tietenkään ole sattumasta, vaan siitä yksinkertaisesta tosiasiasta, että planeettamme pinnalla vallitsevien valaistusolosuhteiden mahdollisimman laaja hyödyntäminen on tarjonnut sen pinnan asukkaille evolutiivista etua. Siksi näemme värejä punaisesta siniseen, ja osaamme erottaa kaikki sateenkaaren värit siinä välillä trikromaattiseen näköaistimukseen kykenevien silmiemme avulla. Erotamme taivaan sinisen värin, koska silmämme ovat erikoistuneet siihen. Niin ei kuitenkaan olisi, jos Aurinko ei vapauttaisi sinistä valoa. Punaisten kääpiötähtien planeetoilla tähden valossa ei ole sinistä tai keltaista komponenttia, ja silmiemme havaittavana olisi siksi vain punaisen värin eri sävyt. Kyse ei ole kovinkaan ihmeellisestä asiasta ennen kuin muistaa, että punaisia kääpiöitä on ylivoimainen valtaoisa kaikista tähdistä ja suurin osa, ehkäpä jopa 95% kaikista elinkelpoisen vyöhykkeen planeetoista on niiden järjestelmissä. On siksi perusteltua kysyä olemmeko sattumalta sinisen taivaan maailmassa, vai onko taustalla jotakin syvällisempiä lainalaisuuksia?

Kipping nimesi aiemmin asian punaisen taivaan paradoksiksi. Jos taivaamme ei ole punainen, tekeekö jokin fysikaalinen mekanismi punaisen taivaan verrattoman yleisistä planeetoista heikompia kasvualustoja elämälle ja erityisesti kompleksiselle, teknisiä sivilisaatioita kehittävälle elämälle?

On kuitenkin toinenkin näkökulma. Maailmankaikkeudessamme on meneillään tähtien aikakausi. Kyse on valtaisan pitkästä ajanjaksosta, joka alkoi kauan sitten ja joka jatkuu suorastaan häkellyttävän pitkälle tulevaisuuteen, noin kymmenentuhannenmiljardin vuoden päähän. Tähdet loistavat valoa universumimme galakseissa kauan sen jälkeen, kun niiden muodostuminen on jo hiipunut ja uusia ei enää synny. Syynä siihen on tähtien pitkä elinikä. Auringonkaltaiset keltaiset tähdet loistavat noin kymmenen miljardin vuoden ajan, mutta punaiset kääpiötähdet vapauttavat valoa peräti tuhat kertaa kauemmin. Ne polttavat ytimiensä vetyä heliumiksi säästöliekillä ja elävät siksi pitkään. Punaisen taivaan maailmoja on siksi saatavilla niin nuoressa maailmankaikkeudessa kuin suunnattomien aikakausienkin jälkeen. Niitä on maailmankaikkeudessa vielä silloinkin, kun kaikki keltainen valo on jo kadonnut. Me emme kuitenkaan ole syntyneet vanhaan maailmankaikkeuteen, vaan sen nuoreen versioon, jossa keltaista valoa ja sitä säteileviä tähtiä on olemassa. Se laajentaa punaisen taivaan paradoksia kosmisiin mittasuhteisiin.

Jos kaikki mahdollisuudet olisivat tasan, olisi universumin havainnointiin kykenevä sivilisaatio voinut syntyä milloin tahansa niiden aikarajoitteiden puitteissa, jona maailmankaikkeudessa on vedyn fuusioon kykeneviä tavallisia tähtiä. Vaan niin ei käynyt. Synnyimme sinä epätodennäköisenä aikakautena, jona keltaisia tähtiä vielä on ja olemme jopa planeetan pinnalla, joka kiertää yhtä niistä. Se vaikuttaa erityisen epätodennäköiseltä, jos sivilisaatiomme synty olisi ollut yhtä todennäköistä minkä tahansa tavallisen tähden kiertoradalla ja minä tahansa aikakautena. Kippingin arvion mukaan, todennäköisyys olla juuri täällä ja juuri nyt on vain yksi tuhannestakuudestasadasta. Se pakottaa tekemään johtopäätöksiä. Emme voi olettaa, että olemassaolomme on epätodennäköinen sattumus, koska se vastaisi ihmiskunnan asettamista erityisasemaan. On etsittävä vaihtoehtoja, ja niitä onkin saatavilla. Sattumaa ei tarvita, jos syntymme ei ollutkaan yhtä todennäköistä kaikkialla ja kaikkina aikoina.

Vaikka laskelmat perustuvat vain yhteen esimerkkiin, niiden perusteella voidaan sanoa, että teknisten sivilisaatioiden synty on todennäköistä vain niissä järjestelmissä, joissa keskustähti on vähintään noin kolmanneksen Auringon massasta. Jo se sulkee pois valtavan määrän maailmoja ja noin kaksi kolmannesta kaikista tähdistä. Lukema tarkoittaa sitä, että kuuluisat lähitähdet kuten Proxima Centauri, Barnardin tähti tai vaikkapa TRAPPIST-1 eivät ole teknisten sivilisaatioiden kehtoja. Se tietää huonoja uutisia pyrkimyksillemme etsiä elämän merkkejä läheisiltä eksoplaneetoilta, joista ylivoimainen valtaosa on juuri pienimassaisten punaisten kääpiötähtien kietolaisina.

Taustalla on taatusti fysikaalisia syitä. Yhtenä syynä voi olla se tosiasia, että kiviplaneettojen ytimet jäähtyvät hiljalleen ja niiden magneetikentät haihtuvat vuosimiljardien kuluessa. Sen jälkeen ne menettävät kaasukehänsä ja lopulta vetensä avaruuteen tähtituulen ja purkausten eroosion vaikutuksesta. Siksi maankaltaisen elämän ja teknisten sivilisaatioiden synty ja esiintyminen ei ole kiviplaneetoilla mahdollista kuin vain hetken tähtien synnyn jälkeen, ennen planeettojen elinkelpoisuuden katoamista. Rajoitteet voivat kuitenkin olla vieläkin voimakkaampia. Ehkäpä punaisten kääpiötähtien voimakkaat purkaukset ja ultraviolettisäteily eivät sallit planeettojen pitää kiinni vakaista kaasukehistään edes nuoruudessaan, nykyisessä keltaisen valon maailmankaikkeudessa. Siitä on saatu viitteitä tuoreista havainnoista, vaikka tutkijoiden keskuudessa vallitseekin asiasta erimielisyyksiä. Voi kuitenkin olla niin, että monen tekijän yhteisvaikutus tekee punaisten kääpiöiden maailmoista elinkelvottomia tai ainakin kelvotomia sivilisaatioiden synnylle.

Kippingin ajatukset eivät kuitenkaan ole aukottomia. Hänen päätelmänsä siitä, että logiikka koskee vain ihmisenkaltaisia havaitsijoita on perustettu lähinnä arvaukselle. Todellisuudessa sama logiikka voi päteä yleisemmin koko planeettamme elinkelpoisuudelle, mutta sellaisen johtopäätöksen vetäminen ei ole millään tavalla perusteltua. Logiikassa on siksi ilmeiset heikkoutensa. Jos elämä on universaali aineen olomuoto, ja teknisiä sivilisaatioitakin syntyy tämän tästä kaikenlaisissa tähtijärjestelmissä, Kippingin laskelmien tuloksetkin muuttuvat täysin toiselaisiksi. Ja sen hän rivien välistä julkaisussaan toteaakin. Se, että me emme ole onnistuneet havaitsemaan merkkejä toisista sivilisaatioista ei tarkoita, että ne olisivat harvinaisia. Ehkäpä niistä lähimmät ovat naapurissamme punaisten kääpiöiden järjestelmissä. Ja jos niin on, olemme keltaisen tähden kiertoradalla vain sattumalta. Yhtenä tapauksena tuhannestakuudestasadasta. Jos siis Kippingin arvioihin on ylipäätään luottaminen.