Hvis en massiv solstorm rammet jorden i dag, ville den ødelegge teknologien og føre oss tilbake til mørke tider. Heldigvis for oss er slike hendelser ekstremt sjeldne. Men for fire milliarder år siden, kan skummelt romvær godt ha vært dagens orden. Bare i stedet for apokalypsen ville hun skape liv. Dette er den oppsiktsvekkende konklusjonen fra en studie som nylig ble publisert i Nature Geosciences. Det bygger på tidligere funn om unge sollignende stjerner gjort av Kepler-romteleskopet. Det viste seg at unge armaturer er ekstremt ustabile og frigjør en utrolig mengde energi under "soloverflater." Sammenlignet med det villeste romværet vårt vil se ut som dusregn.
NASAs Vladimir Hayrapetyan viste at hvis solen vår var like aktiv i 4 milliarder år, kunne den gjøre jorden mer beboelig. I følge Hayrapetyans modeller, når solens overflater avvikler atmosfæren, satte de i gang kjemiske reaksjoner som bidro til opphopning av klimagasser og andre viktige ingredienser for livet.
"I fire milliarder år må jorden ha vært dypt frosset," sier Hayrapetyan, og refererer til det "svake, unge solparadokset", først formulert av Carl Sagan og George Mullen i 1972. Paradokset kom da Sagan og Mullen innså at Jorden hadde tegn på flytende vann for 4 milliarder år siden, men solen var 30% svakere. "Den eneste måten å forklare dette på er på en eller annen måte å slå på drivhuseffekten," sa Hayrapetyan.
Et annet mysterium om den unge jorden er hvordan de første biologiske molekylene - DNA, RNA og proteiner - samlet nok nitrogen til å danne. Slik det er i dag, besto atmosfæren på den eldgamle jord for det meste av inert nitrogen (N2). Selv om spesielle bakterier, "nitrogenfiksere", fant ut hvordan de kunne bryte ned N2 og omdanne den til ammoniakk (NH4), manglet tidlig biologi denne evnen.
Den nye studien tilbyr en elegant løsning på begge problemene i form av romvær. Forskningen begynte for flere år siden da Hayrapetyan studerte den magnetiske aktiviteten til stjerner i Kepler-databasen. Han fant ut at stjerner av G-typen (som vår sol) er som dynamitt i ungdommen: de slipper ofte energipulser tilsvarende 100 billioner atombomber. Den mest kraftige geomagnetiske stormen som mennesker har opplevd og som forårsaket blackouts over hele verden, Carrington-hendelsen i 1859, blekner i sammenligning.
“Dette er en enorm mengde energi. Jeg kan knapt forestille meg det, sier Ramses Ramirez, en astrobiolog ved Cornell University som ikke var involvert i studien, men som jobber med Hayrapetyan.
Veldig snart gikk det opp for Hayrapetyan at han kunne bruke denne oppdagelsen til å se på den tidlige historien til solsystemet. Han beregnet at for 4 milliarder år siden kunne solen vår ha avgitt dusinvis av superflares med noen få timer, og en eller flere av dem kunne treffe et magnetfelt hver dag. "Du kan si at Jorden stadig har blitt angrepet av de gigantiske Carrington-hendelsene," sier han.
Ved hjelp av numeriske modeller viste Hayrapetyan at soloverflater må være kraftige nok til å drastisk komprimere jordas magnetosfære, det magnetiske skjoldet som omgir planeten vår. I tillegg måtte ladede solpartikler slå et hull i magnetosfæren nær planetene på planeten vår, komme inn i atmosfæren og kollidere med nitrogen, karbondioksid og metan. "Så, alle disse partiklene interagerer med molekyler i atmosfæren og skaper nye molekyler - en kjedereaksjon," sier Hayrapetyan.
Salgsfremmende video:
Disse interaksjonene mellom solen og atmosfæren produserer lystgass, en klimagass med et oppvarmingspotensial på 300 ganger CO2. Hayrapetyans modeller antyder at nok lystgass kunne ha blitt produsert på det tidspunktet for at planeten kunne begynne å varme opp kraftig. Et annet produkt av den uendelige solstormen, hydrogencyanid (HCN), kunne gjødsle overflaten med nitrogenet som er nødvendig for å danne livets første byggesteiner.
"Folk så på lyn og fallende meteoritter som måter å sette i gang nitrogenkjemi," sier Ramirez. "Jeg synes det kuleste med dette arbeidet er at ingen har tenkt på å se på solstormer før."
Nå må biologer bestemme om den eksakte blandingen av de ønskede molekylene kunne ha blitt født etter en superbluss, og deretter gi liv til liv. Denne forskningen er allerede i gang. Forskere ved Institute of Terrestrial Life Sciences i Tokyo bruker allerede Hayrapetyans modeller for å planlegge nye eksperimenter for å simulere forhold på den gamle jorden. Hvis disse eksperimentene kan produsere aminosyrer og RNA, vil kanskje romvær bli lagt til listen over mulige gnister i livet.
I tillegg til alt annet, kunne Hayrapetyans modeller kaste lys over Mars 'levedyktighet i fortiden. Den røde planeten antas å ha vært full av vann for fire milliarder år siden. Slik forskning vil også være nyttig i jakten på liv utenfor solsystemet vårt.
Vi begynner tross alt bare å finne ut hva som utgjør en”potensielt beboelig sone” for en stjerne, der planeter kan ha hav med flytende vann. Men nå bestemmes den beboelige sonen bare av lysstyrken til stjernen.
"Etter hvert vil vi finne ut om energien til en stjerne kan bidra til å lage biomolekyler. Kanskje uten hennes liv ville være et sant mirakel."
ILYA KHEL
