Missä universumissa on parhaat olosuhteet elämälle

Ei jokainen kosmoksen kolkka ole ystävällinen naapurusto. Jotkut alueet ovat kuin ilotulituksia räjähtävine tähtineen ja nälkäisine mustine aukkoineen; toiset ovat steriilejä lähiöitä, joissa on liian vähän aineksia maailmojen rakentamiseen. Mitkä osat maailmankaikkeudesta ovat todella asuttavia? Tämä kysymys ohjasi äskettäistä läpikäyntiä elämänkaltaisissa virtuaalimaailmoissa.

Tutkijat käyttivät EAGLE-simulaatiosarjaa (Galaksien evoluutio ja muodostuminen sekä niiden ympäristöt) rakentaakseen yksityiskohtaisia, kehittyviä karttoja sadoista miljoonista valovuosista. Koodi seuraa kosmista laajentumista, gravitaatiota, kaasun virtausta, tähtien syntyä ja kuolemaa sekä mustien aukkojen syömähimoja. Ajattele sitä laboratoriomaailmankaikkeutena, jossa jokainen vaarallinen purkaus ja jokainen rauhallinen ajanjakso voidaan toistaa ja laskea.

Asuttavia vyöhykkeitä on monilla mittakaavoilla. Tähden lähellä planeetan on sijaittava kapealla vyöhykkeellä, jossa nestemäinen vesi voi säilyä. Kun katsot laajempaa kuvakulmaa, galaksilla itsellään on asuttava rengas: liian lähellä keskustaa tähtien liikenne ja säteilytaso nousevat, liian kaukana taas raskaat alkuaineet eivät riitä kiviplaneettojen muodostukseen. Tutkijat kartoittivat, missä tällaiset kultaisen keskitien olosuhteet asettuvat lukuisissa keinotekoisissa galakseissa.

Raskaat alkuaineet (astronomien kielellä metallit) ovat välttämättömiä. Ne muodostavat pölyhiukkasia, jotka kasautuvat kiviksi ja lopulta planeetoiksi. Mutta tasapaino on tärkeä. Runsaasti metalleja auttaa muodostamaan Maata muistuttavia maailmoja. Liian paljon niitä puolestaan lisää todennäköisyyttä, että järjestelmässä syntyy liikkuvia kaasujättiläisiä, niin kutsuttuja kuumia Jupitereita, jotka tyhjentävät pienemmät maailmat pois olemassaolosta.

Tähden läheinen tähtijärjestelmän asuttava vyöhyke on juuri sopiva, ei liian kuuma eikä liian kylmä. 

Kosmiset katastrofit ovat myös tärkeitä. Massiiviset tähdet kuolevat väkivaltaisissa räjähdyksissä, jotka sterilisoivat lähiöitä. Harvinaisemmat tapahtumat, kuten gammapurkaukset, voivat säteilyttää kokonaisia galaksialueita. Satunnaiset tähden ohilentot voivat häiritä planeettojen ratoja. Lisäksi monien galaksien ytimissä piilevät jättimäiset mustat aukot voivat ollessaan aktiivisia kylvää ympäristöönsä tappavaa säteilyä. Tiimi mallinsi kaikki nämä vaarat arvioidakseen, missä elämälle sopivat olosuhteet voivat säilyä tarpeeksi pitkään merkityksellisiksi.

Kun simulaatioita skannattiin alueiden löytämiseksi, jotka yhdistävät oikean kemian, rauhalliset ympäristöt ja vakaat tähtien radat, tuloksena oli lohduttava johtopäätös: Linnunrata sijoittuu elämälle suotuisimpien paikkojen joukkoon. Aurinkomme sijaitsee sellaisilla laidoilla, jotka välttävät galaktisen vaaran keskialueet mutta hyötyvät yhä metallien tarjonnasta, joka riittää kiviplaneettojen muodostukseen.

Se ei ollut itsestäänselvää. Virtuaalimaailmat olisivat helposti voineet suosia aiempia, tiheämpiä aikakausia tai pieniä, tehokkaita galakseja. Lopputulos kuitenkin viittaa yksinkertaiseen kuvaan: keskisuurikokoiset ja paljon kehittyneet galaksit kuten omamme ovat jättäneet taakseen räikeimmät nuoruutensa ja tarjoavat nyt laajoja, pitkäikäisiä sopukoita mahdollisesti asuttaville maailmoille.

Entä muu kosmos? Pienemmät galaksit, jotka ovat paljon lukuisampia, ovat koolla suhteutettuna usein äänekkäämpiä ja tiheämpiä. Ne kokevat enemmän lähikontakteja ja energisiä tapahtumia tähteä kohti, mikä tekee niistä keskimäärin vähemmän myötämielisiä. Simulaatiot viittaavat myös siihen, että universumista alkaa vähentyä optimaalinen asuinalue elämälle, kun katastrofaaliset tapahtumat hitaasti saavuttavat uusien planeettojen muodostumisen.

Numerot auttavat konkretisoimaan lohdun. Nykyisessä Linnunradassa katastrofit, jotka ovat tarpeeksi voimakkaita tuhoamaan monimutkaisen elämän, ovat harvinaisia: miljardin vuoden jaksolla alle yksi tuhannesta tähdestä odottaa kokevansa äärimmäisen, elämää lopettavan tapahtuman. Tämä sijoittaa galaksin miellyttävään, pitkäaikaiseen asuttavuuden tilaan, tarpeeksi rauhalliseksi, jotta monimutkaiset biosfäärit voivat kehittyä ajan kanssa.

Niille, jotka etsivät elämää Maan ulkopuolelta, johtopäätös on käytännöllinen. Aurinkoa muistuttavien tähtien etsiminen rauhallisemmista galaksien ulkokehistä, jotka muistuttavat Linnunrataa, maksimoi mahdollisuuden löytää vakaita, kivisiä maailmoja oikealla kemiallisella koostumuksella. Vaikka simulaatiot eivät voi todistaa elämän olemassaoloa muualla, ne hahmottavat, missä olosuhteet ovat anteeksiantavimmat, kosmisen kiinteistökaartin selkeine mieltymyksineen.

Joten seuraavan kerran kun katsot utuisaa Linnunradan nauhaa, muista: galaktinen osoitteemme ei ole pelkästään kaunis. Se saattaa olla yksi universumin paremmista naapurustoista, jossa elämä voi saada jalansijaa ja viipyä tarpeeksi pitkään kertoakseen tarinan.