地球外生命の証拠は(まだ)発見されていないが、生命と居住可能な惑星は標準的なものであると想定されている(コペルニクスの原理による)。一方、系外惑星研究により、近隣の矮星の周囲のハビタブルゾーン内を周回する複数の岩石惑星が明らかになっている。しかし、コロンビア大学のDavid Kipping教授が最近の論文で主張しているように、地球が外れ値である可能性を示す証拠があり、赤色矮星を周回する岩石惑星は高度な生命を支える能力がない可能性がある。
コペルニクスの原理は、宇宙の太陽中心モデルを提唱したNicolaus Copernicus（ニコラウス・コペルニクス）にちなんで名付けられたもので、地球と人類は宇宙において特別な、あるいは特権的な場所を占めていないと述べている。宇宙論的には、これは本質的に地球が標準的なものを代表しており、生命は宇宙全体に存在する可能性が高いことを意味する。宇宙生物学として知られる地球外生命を見つけるための我々の努力は、これまでのところ結果を出していないが、これらの努力は範囲が限られている。その結果、科学者は生命を支えることが知られている唯一の惑星、すなわち地球に基づいて推測することを余儀なくされている。
系外惑星の大規模な発見のおかげで、赤色矮星のハビタブルゾーン(HZ)内を周回する複数の岩石惑星が発見されている。数十年にわたり、これらの系が地球外生命の証拠を見つけるための最良の選択肢となり得るかどうかについて、継続的な議論が行われてきた。最近の研究において、David Kipping教授は、人類が外れ値である可能性を意味する2つの重要な事実を取り上げている。宇宙の年齢と太陽の比較的まれな性質に基づいて、彼は宇宙生物学者が赤色矮星の惑星を調べることは、間違った場所を探している可能性があると結論付けている。
Kipping教授はコロンビア大学の天文学准教授であり、ハーバードの元Carl Sagan FellowおよびIdina Menzel Fellowであり、コロンビアのCool Worlds Laboratoryのリーダーである。このグループは、潜在的に居住可能な(または「クール」な)惑星に焦点を当てた太陽系外惑星系の探査と、潜在的な技術的活動の兆候(テクノシグネチャーとも呼ばれる)を特定するための新しい方法論と技術の開発に専念している。この論文「Solar Hegemony: M-Dwarfs Are Unlikely to Host Observers Such as Ourselves」は、
Kipping氏が指摘するように、地球が「平凡」であり、宇宙全体の惑星の典型的な例であるという考えは、一般の心理に深く根付いている。これはCarl Saganと宇宙論者の影響に起因することができ、Konstantin Tsiolkovsky(1857-1935)にまで遡る。彼の宇宙飛行と地球外文明の可能性に関する著作は、20世紀の科学者とエンジニアに大きな影響を与えた。しかし、Kipping氏がUniverse Todayにメールで語ったように、その根はさらに深い:
これには長い歴史があり、コペルニクス革命から生まれたものです。神学は歴史的に、人類(そして連想的に地球)を中心的な重要性を持つものとして提示してきましたが、現代科学は我々の特権的な地位を次々と降格させてきました。例えば、地球が太陽を周回していること、太陽が我々の銀河にある数十億の恒星の1つであること、そして我々の銀河も数十億の銀河の1つであることを認識するなどです。ですから、天文学の過去4世紀の繰り返しのテーマであったように思われるため、我々に関するすべてが典型的であると仮定する傾向があります。
地球を宇宙の中心から取り除くことで、Copernicusは天文学と人間が宇宙における自分たちの位置を認識する方法に革命を引き起こした。Carl Saganは彼の画期的な論文「The Solipsist Approach to Extraterrestrial Intelligence」でこの成果を強調した。この論文はHartとTiplerの地球外生命体は存在しないという推測に応答して書かれたものである。「科学の進歩の特徴と勝利の1つは、我々の世界観の脱地方化であった」と彼は書き、人類も地球も宇宙において独特または例外的ではないことを示す複数の科学革命を引用した。
地球外生命の証拠の欠如について、Saganは有名な返答をした。「しかし、証拠の欠如は欠如の証拠ではない」。この考え方は、過去60年間の宇宙生物学研究と地球外知的生命探査(SETI)におけるすべての努力に情報を提供してきた。しかし、Kipping氏が最新の研究で強調しているように、この見解に問題をもたらす2つの顕著な問題がある。彼は次のように説明した:
私の論文は、間違いなく異常な2つのパズルを見ています。恒星の約80%はM型矮星であり、これらの星は明らかに岩石惑星をハビタブルゾーンに抱えていることが多いのに、我々はその周りに住んでいません。これを私は以前の論文で赤い空のパラドックスと呼びました。第二に、宇宙の恒星形成期は今から10,000 Gyrまで延びるのに、我々は宇宙がわずか13.8 Gyr歳の時、そのウィンドウの最初の0.1%に生きているのです。
地球外知的生命体(ETI)が存在し、人類がいつかそれと接触を確立する可能性があると楽観的な人々にとって、有利な議論には事欠かない。まず、天の川銀河には1,000億から2,000億の恒星がある(一部の推定ではそれ以上の数値を示している)。これは生命が出現する無限の機会を意味する。第二に、宇宙自体の年齢(138億歳)がある。これにより、我々の太陽系は約46億年前に形成されたため、宇宙への比較的新参者となる。これら2つの否定できない事実の間で、我々の銀河に高度な生命が存在する統計的可能性は非常に高い。
しかし、Kipping氏は、これら2つの点には欠陥があり、現代天文学は天体に関するより詳細な情報を明らかにしており、針を反対方向に動かしていると指摘する。「はい、太陽は数十億の恒星の1つですが、そのサンプルの中でそれを明らかに異常にするいくつかの特性があります」と彼は述べた。「例えば、G型矮星は全体の個体数のわずか数パーセントしか占めておらず、それらの中でさえ、太陽はかなり静穏な単独恒星系であり、2つの木星サイズの惑星を伴っているという点でやや奇妙です(太陽類似体の約10%しか木星を持っていません)」。
外太陽系における木星と他の巨大惑星の存在は、多くの科学者によって生命の存在の前提条件と考えられている。それらの重力引力のおかげで、内太陽系に向かう天体はしばしば捕獲され、さらにはこれらの巨大惑星に衝突する。これは1994年に木星に衝突したShoemaker-Levy 9彗星によって実証された(これは太陽系天体間の衝突の最初の直接観測を構成した)。次に考慮すべきは宇宙のタイムラインと太陽系の比較的「パーティーへの遅い参加」である。
地球上に生命が出現する(約40億年前)数十年前に、生命の条件と構成要素が存在していたことはほぼ確実であるが、宇宙のすべての恒星が燃料を使い果たして消滅するまでには何兆年もかかるだろう。太陽のような恒星はより早く死ぬが、赤色矮星は最大10兆年間、主系列段階にとどまると予想されている。その延長されたタイムライン、Kipping氏が言及した「恒星形成期」を考慮すると、人類は実際にはパーティーに早く到着している可能性がある。これはHarvardのAvi Loeb教授によって以前に探求された可能性である。
残念ながら、M型赤色矮星のHZ内を周回する岩石惑星が生命を支えることができるかどうかという問題は、未解決のものである。一部の研究では、潮汐ロックされた地球型惑星が太陽に面した側で液体の水と生命に有利な条件を維持するのに十分な熱を受け取ることができることが示されているが、他の研究ではM型恒星の性質が居住可能性に不利であることが示されている。これには、(太陽のような恒星と比較して)不安定な性質、巨大な黒点を形成する傾向、およびフレア活動を起こしやすい方法が含まれる。
これには、惑星大気を剥ぎ取るのに十分な電磁エネルギーを放出する「スーパーフレア」が含まれるが、観測によれば、これらのイベントは主に極地に限定されていることが示されている。M型恒星が宇宙生物学者が努力を集中するのに適した場所である可能性(および地球が外れ値である可能性)を評価するために、Kipping氏は彼が提起した2つの点、すなわちG型恒星の希少性と宇宙の「恒星形成期」のベイズ統計分析を実施した。彼が説明したように、彼の分析は人類の存在が「運や偶然」に起因することはできないことを示した:
私の論文は、これがそうである確率を1600:1に対してと見出しています。科学では、通常10:1以上を強い証拠と言い、100:1を「決定的」と言いますので、1600:1は運の支持者が快適に座るには本当に膨大な確率です。私は2つの可能な解決策を探求します。1つは、惑星には我々のような観測者が出現するための有限の寿命があること、2つ目は、特定の質量以下の恒星は観測者を生み出さないことです。2つ目の方がデータの説明をはるかにうまく行い、約30:1の確率で支持されます。結果は、0.34太陽質量以下の恒星が95%の信頼度で観測者を発達させないというカットオフであり、これは宇宙のすべての恒星の約2/3を包含します。
これは、近隣の赤色矮星を周回する多くの岩石惑星を見たいと望んでいる人々にとっては悪いニュースかもしれない。地球から50光年以内に、岩石系外惑星が確認されている30のシステムがある。そのうち28は赤色矮星系で見つかっており、我々の太陽系外で最も近い岩石系外惑星(Proxima b)を含む。これは我々から約4.25光年離れた場所に位置している。Breakthrough Starshotは研究開発段階で停滞しているように見えるが、人間の生涯内にProxima Centauriまで移動できるライトセイル宇宙船を開発する他の努力がある。例えば、Swarming Proxima Centauriコンセプトなどである。
それにもかかわらず、これらの発見はM型恒星を周回する惑星に生命が存在する可能性を否定するものではないが、その見通しに健全な懐疑論の一服を投げかけるものである。一方、Kipping氏は、宇宙生物学の努力は太陽に似た恒星を周回する地球類似体を探し続けるために焦点を広げるべきだと強調している。これらの努力は、提案されているHabitable Worlds Observatory(HWO)が宇宙に打ち上げられると大いに強化されるだろう。これは2040年代半ばまでに起こると予想されている。Kipping氏は次のようにまとめた:
我々には、低質量恒星が複雑な生命を抱えていることに懐疑的である十分な理由があります。例えば、それらの強烈なフレア活動などです。しかし、これはまだ大部分が推測です。私の論文はメカニズムに関するそのような推測は含んでいません。それは純粋に我々の存在と恒星の個体数/進化の分析です。ですから、まったく異なる議論から同じ結果が出てくることは心強いことであり、全体として、これはSETIがM型矮星をあまりにも集中的に見ることについて深刻な疑念を提起すると思います。私は彼らがM型矮星を見るのを放棄することを提案するつもりはありませんが、将来のプログラムがG型矮星を強く優先することを奨励します(HWOがそうするように)。
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