Jos valtava aurinko myrsky iski maapallon tänään, se tuhoaisi tekniikan ja vie meidät takaisin pimeisiin aikoihin. Meille onneksi sellaiset tapahtumat ovat erittäin harvinaisia. Mutta neljä miljardia vuotta sitten, ikävä avaruussää oli saattanut olla päiväjärjestys. Vain apokalypsin sijasta hän loisi elämän. Tämä on äskettäin Nature Geosciences -julkaisussa julkaistun tutkimuksen hämmästyttävä johtopäätös. Se perustuu aiempiin löytöihin Keplerin avaruusteleskoopin tekemistä nuorten auringonmuotoisista tähtiistä. Kävi ilmi, että nuoret valaisimet ovat erittäin epävakaita ja vapauttavat uskomattoman määrän energiaa "aurinkoviiltojen" aikana. Metsäisin avaruussäämme näyttää tipuvan verrattuna.
NASA: n Vladimir Hayrapetyan osoitti, että jos aurinko olisimme yhtä aktiivisia 4 miljardia vuotta, se voisi tehdä maasta asutuvamman. Hayrapetyan-mallien mukaan aurinkokennojen lepuuttaessa ilmakehäämme he käynnistivät kemiallisia reaktioita, jotka osaltaan kasvihuonekaasujen ja muiden elämän tärkeiden aineosien kertymiseen.
"Neljän miljardin vuoden ajan maapallon on täytynyt olla syvästi jäätynyt", sanoo Hayrapetyan viitaten "heikkoon nuoreen aurinkoparadoksiin", jonka Carl Sagan ja George Mullen ensin muotoilivat vuonna 1972. Paradoksi tuli, kun Sagan ja Mullen tajusivat, että maapallolla oli nestemäisen veden merkkejä 4 miljardia vuotta sitten, mutta aurinko oli 30% himmeämpi. "Ainoa tapa selittää tämä on kytkeä kasvihuoneilmiö jollain tavalla päälle", Hayrapetyan sanoi.
Toinen nuoren maan mysteeri on se, kuinka ensimmäiset biologiset molekyylit - DNA, RNA ja proteiinit - keräsivät tarpeeksi typpeä muodostamaan. Muinaisen maan ilmapiiri koostui nykyään nykyään enimmäkseen inertistä typestä (N2). Vaikka erityiset bakteerit, "typen kiinnittajat", keksivät miten hajottaa N2 ja muuttaa se ammoniakkiksi (NH4), varhaisbiologiasta puuttui tämä kyky.
Uusi tutkimus tarjoaa tyylikkään ratkaisun molempiin ongelmiin avaruussääna. Tutkimus aloitettiin useita vuosia sitten, kun Hayrapetyan tutki tähtiä magneettista aktiivisuutta Kepler-tietokannassa. Hän huomasi, että G-tyyppiset tähdet (kuten aurinkoomme) ovat kuin dynaami nuoruudessaan: ne vapauttavat usein energiapulsseja, jotka vastaavat 100 biljoonaa atomipommia. Carringtonin tapahtuma vuodelta 1859 on voimakkain ihmisten kokema geometrinen myrsky, joka on aiheuttanut sähkökatkoksia ympäri maailmaa.
”Tämä on valtava määrä energiaa. En voi tuskin kuvitella sitä”, sanoo Cornellin yliopiston astrobiologi Ramses Ramirez, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, mutta työskentelee Hayrapetyanin kanssa.
Hyvin pian Hayrapetyan valutti, että hän voisi käyttää tätä löytöä tutkiakseen aurinkokunnan varhaista historiaa. Hän laski, että 4 miljardia vuotta sitten aurinkomme olisi voinut säteillä kymmeniä superlaitteita muutaman tunnin välein, ja yksi tai useampi niistä voisi lyödä magneettikenttää päivittäin. "Voisit sanoa, että jättiläiset Carrington-tapahtumat ovat hyökänneet jatkuvasti maahan", hän sanoo.
Hayrapetyan osoitti numeeristen mallien avulla, että aurinko superlamppujen on oltava riittävän voimakkaita puristamaan rajusti Maan magnetosfäärin, magneettikilven, joka ympäröi planeettamme. Lisäksi varautuneiden aurinkohiukkasten oli reikättävä reikä magnetosfäärissä lähellä planeettamme napoja, saapumalla ilmakehään ja törmäämällä typen, hiilidioksidin ja metaanin kanssa. "Joten kaikki nämä hiukkaset ovat vuorovaikutuksessa ilmakehän molekyylien kanssa ja luovat uusia molekyylejä - ketjureaktion", Hayrapetyan sanoo.
Mainosvideo:
Nämä aurinko-ilmakehän vuorovaikutukset tuottavat typpioksidia, kasvihuonekaasua, jonka ilmaston lämpenemispotentiaali on 300-kertainen hiilidioksidiin verrattuna. Hayrapetyanin mallit viittaavat siihen, että tuolloin voitiin tuottaa tarpeeksi typpioksidia, jotta planeetta voisi alkaa kuumentua voimakkaasti. Toinen loputtoman auringon myrskyn tuote, syaanivety (HCN), voisi hedelmöittää pintaa typellä, joka tarvitaan elämän ensimmäisten rakennuspalikoiden muodostamiseen.
"Ihmiset katsoivat salaman ja pudotavien meteoriittien tapoina aloittaa typpikemia", Ramirez sanoo. "Mielestäni tämän työn tyylikkäin asia on, että kukaan ei ole ajatellut katsoa aurinko myrskyjä aiemmin."
Nyt biologien on selvitettävä, olisiko haluttujen molekyylien tarkka seos voinut syntyä superlampun jälkeen, ja antaako se sitten elämän. Tämä tutkimus on jo käynnissä. Tokion Maan biotieteiden instituutin tutkijat käyttävät jo Hayrapetyan-malleja uusien kokeiden suunnitteluun muinaisen maan olosuhteiden simuloimiseksi. Jos nämä kokeet voivat tuottaa aminohappoja ja RNA: ta, avaruussää lisätään ehkä elämän mahdollisten kipinöiden luetteloon.
Kaiken muun lisäksi Hayrapetyanin mallit pystyivät valottamaan Marsin asettavuutta aiemmin. Punaisen planeetan uskotaan olleen täynnä vettä neljä miljardia vuotta sitten. Tällainen tutkimus on hyödyllinen myös etsiessämme elämää aurinkokunnan ulkopuolella.
Loppujen lopuksi olemme vasta alkamassa selvittää, mikä on tähden "mahdollisesti asuttava alue", jossa planeetoilla voi olla valtameriä nestemäisellä vedellä. Mutta nyt asutettavan alueen määrää vain tähden kirkkaus.
”Lopulta saamme selville, voiko tähden energia auttaa luomaan biomolekyylejä. Ehkä ilman hänen elämäänsä olisi todellinen ihme."
ILYA KHEL